LA QUÍMICA

ALEX NAVARRO

LA MESURALes magnituds són propietats que poden ser mesurades.Mesurar consisteix a comparar la magnitud que volem obtenir amb una altra que es pren com a patró o unitat de mesura.El Sistema Internacional d’unitats recull les unitats recomanades internacionalment:

MAGNITUD UNITAT SÍMBOL

Longitud Metres m

Massa Quilogram Kg

Temps Segon s

Volum Metre cúbic m²

Capacitat Litre l

La notació científica

La notació científica és una manera senzilla i curta d’expressar quantitats molt grans o molt petites mitjançant potències de 10 .

Xifres decimalsLes quantitats mesurades amb un aparell de mesura s’expressen amb la sensibilitat de l’aparell. La sensibilitat d’un aparell és la quantitat més petita que pot mesurar.En tallar un número decimal em d'arrodonir la quantitat resultant començant des del final (12,5635 = 13 ).Les quantitats calculades s’expressen segons les xifres de les dades i segons les operacions fetes: si efectuem sumes i restes, és el que surt de la operació ( 2,345 + 0,21 = 2,555). Si efectuem una multiplicació o una divisió, el resultat a de tenir les xifres decimals de la dada que en té menys ( 1,234 : 1,29 = 0,956589147 = 0,96 ).

MATÈRIA I MATERIALSLa matèria és tot allò de què està format l’univers.Una substància és un tipus de matèria en particular.Els materials son substàncies que s’utilitzen per fabricar objectes. Molts materials ne existeixen a la natura, com el plàstic ; d’altres si, com la llana. La major dels materials són una mescla de substàncies.

Propietats de la matèria

La massa i el volum són propietats generals, però no serveixen per reconèixer la substància. La densitat, en canvi, és una propietat específica que ens permet reconèixer la substància.• LA MASSA: és la quantitat de matèria d’una substància.• EL VOLUM: és la mesura de l’espai que ocupa un cos o una

substància.• LA CAPACITAT: mesura la quantitat de líquid o gas que cap en un

recipient.• LA DENSITAT: és la massa per unitat de volum d’aquesta substància:

d = m : vLes unitats més utilitzades per la densitat són els g/cm³.

Estats d’agregació de la matèriaEls tres estats de la matèria són: sòlid, líquid i gas. Qualsevol substància pot estar en els tres estats si tenim la temperatura adequada.

Teoria cinètico-corpuscular

Es basa en: tota la matèria està formada per petites partícules indivisibles; totes les partícules d’una substància són iguals, però diferents a les altres substàncies; totes les partícules estan sempre en moviment; totes les partícules exerceixen forces d’atracció entre elles.

Propietats dels estats

SÒLID LÍQUID GAS

Tenen forma pròpia

S’adapten a la forma del recipient

S’adapten a la forma del recipient

Són incompressibles

Són incompressibles

Són compressibles

Canvis d’estatLes substàncies canvien d’estat amb la temperatura: un augment de temperatura provoca canvis progressius ( sublimació, fusió i vaporització ) ; una disminució de temperatura provoca canvis regressius ( condensació, salificació i sublimació regressiva ).Cada substància té una temperatura de fusió i d’ebullició característiques.La fusió és un canvi d’estat de sòlid a líquid. La vaporització és un canvi d’estat de líquid a gas. Aquest procediment succeeix a qualsevol temperatura. Però, la temperatura de fusió i la d’ebullició corresponen a dos moments concrets: • El que totes les partícules del sòlid poden passar a líquid• El que totes les partícules del líquid poden passar a gas.

La temperatura

La temperatura es mesura amb el termòmetre, però tenim termòmetres d’escales diferents: • L’escala Celsius o centígrada• L’escala Fahrenheit• L’escala Kelvin

LA MATÈRIA PER DINSFa uns 2.400 anys, Demòcrit va dir que la matèria estava formada per partícules indivisibles anomenades àtoms.Ben aviat, es va descobrir que els àtoms no eren indivisibles com es pensava i que eren formats per altres partícules encara més petites ( s. XIX ).Tots els àtoms són formats pel mateixos ingredients bàsics. Es tracta de tres tipis de partícules: els protons, els electrons i els neutrons.• Els protons i els neutrons són unes partícules que estan

concentrades al nucli de l’àtom. Tenen aproximadament la mateixa massa, però el protó té carrega positiva i el neutró és neutre.

• Els electrons són unes partícules molt més petites i lleugeres. Tenen càrrega negativa i es mouen al voltat del nucli.

Al nivell 1 de la taula periòdica només es poden col·locar 2 electrons; al nivell 2 s’hi col·loquen 8 electrons; al nivell 3 només 18 electrons; al nivell 4 només 32 electrons i en el nivell 5 només 50.

Nombre atòmic i nombre màssic

• El nombre atòmic és el nombre de protons que té el nucli.• El nombre màssic és la suma del nombre de protons i neutrons que té el nucli.

16

8

Nombre màssic

= oxigen

Nombre atòmic

Què és un elementLes substàncies formades per àtoms iguals s’anomenen elements.Avui en dia només es coneixen 114 elements que tenim a la Taula Periòdica. D’aquests 114, els 20 últims només tenen uns segons de vida en el laboratori.Els elements tenen un nom i es representen amb un símbol.Tots els àtoms d’un mateix elements tenen sempre el mateix nombre de protons. El nombre de neutrons pot canviar d’un àtom a un altre del mateix element, aleshores tenim ISÒTOPS. També poden canviar per un mateix element els electrons i obtenim els IONS.

La taula periòdica

Aquests elements

estan ordenats sobre el seu

nombre atòmic ( nombre de

protons )

Els àtoms s’uneixenLa majoria d’àtoms necessiten unir-se amb altres àtoms, siguin o no del mateix element, per aconseguir una formació estable.Les unions s’anomenen enllaços químics i es poden formar dos tipus de substàncies:• Un element és el resultat de la unió de dos àtoms iguals.• Un compost és la substància que s’obté quan els àtoms que

s’uneixen són d’elements diferents.Uns quants àtoms s’uneixen amb la finalitat de compartir electrons. Quan passa això l’estructura que formen ela àtoms s’anomena molècula.La formula química indica quins són els elements que formen un compost i es la forma que tenim d’escriure la molècula al paper.

LES MESCLESLes mescles són formades per la barreja de diverses substàncies pures, que poden ser elements o compostos.Segons el seu aspecte: • Mescles heterogènies: es possible diferenciar els components.• Mescles homogènies: no es possible diferenciar els components.Les propietats d’una mescla són també una barreja de les propietats que caracteritzen cadascun dels seus components.

Suspensions i col·loides

No sempre es fàcil distingir les diferents substàncies que formen una mescla.• Suspensions: les partícules es veuen a simple vista .• Col·loides: les partícules dispersades són tan petites que cal

l’ajuda d’un microscopi. El solut i el dissolvent

És com s’anomenen els components d’una dissolució, per exemple l’aigua i la sal: el solut és la sal i el dissolvent és l’aigua.

La solubilitat

La solubilitat és la capacitat que té un solut de dissoldre's en un dissolvent. La solubilitat d’un determinat solut es limitada i varia amb la temperatura.Una dissolució està saturada quan el dissolvent no pot dissoldre més solut.Separació de mescles

Els processos que no canvien la naturalesa de les substàncies que intervenen en la separació s’anomenen processos físics. Per separar una substància d’una mescla cal conèixer alguna característica d’aquesta que la diferenciï de les altres. Hi ha diferents tècniques per separar les mescles: MESCLES HETEROGÈNIES• Decantació: és útil quan es volen separar dos líquids

només immiscibles mitjançant un embut de decantació.• Filtració: permet separar petites partícules sòlides

suspeses en un líquid gràcies el fet que són massa grans per travessar els patits porus d’un filtre.

MESCLES HOMOGÈNIES: • Evaporació: consisteix en fer evaporar el líquid de la

dissolució i recollir el sòlid que resta.

• Cristal·lització: si el sòlid és per exemple la sal i l’evaporació es fa molt lentament podem formar cristalls al fons del recipient.

• Cromatografia: consisteix en dipositar una mostra de la mescla en una tira de paper absorbent i deixar en contacte l’extrem del paper en un líquid, el qual pujarà i arrossegarà els sòlids.

• Destil·lació: s’aprofita del fet que les substàncies que es volen separar tenen punts d’ebullició diferents. La substància vaporitzada es recull líquida en un altre recipient.

La concentració

La concentració d’una dissolució és la proporció que hi ha entre la quantitat de solut i la quantitat de dissolvent. Es pot expressar en:

1. g de solut / 100g de dissolució %2. g de solut/1 litre de dissolució g/l