Conceptes Bàsics de Química: Substàncies, Mescles i Reaccions

Conceptes Bàsics de Química

Substàncies Químiques

Substàncies Simples (Elements)

Són substàncies químiques formades per àtoms idèntics. També s'anomenen elements químics. Es representen per símbols químics, que són d'una o dues lletres. Estan formades per un o dos àtoms iguals. Exemples: K, Na, Cl.

Substàncies Compostes (Molècules)

Són substàncies químiques formades per dos o més àtoms diferents units químicament. Són el mateix que les molècules.

Ions

Són àtoms o grups d'àtoms que tenen càrrega elèctrica per haver perdut o guanyat electrons. Un àtom o grup d'àtoms elèctricament neutre és difícil de mantenir aïllat, ja que els àtoms propers tendeixen a interactuar.

Cations

Són àtoms o grups d'àtoms que han perdut electrons, quedant amb càrrega positiva. Es representen pel símbol químic amb un signe '+' a la part superior dreta. Hi ha tants signes '+' com electrons s'hagin perdut. Exemples: H⁺, Na⁺, NH₄⁺.

Anions

Són àtoms o grups d'àtoms que han guanyat electrons, quedant amb càrrega negativa. Es representen pel símbol químic amb un signe '-' a la part superior dreta. Hi ha tants signes '-' com electrons s'hagin guanyat. Exemples: Cl^-, S^2-.

Mescles

Mescles Homogènies

Són mescles de dues o més substàncies on el resultat és homogeni i uniforme, sense fases (parts visibles diferenciades). Els components es distribueixen uniformement a nivell molecular.

Dissolucions (Hidrosolubles)

Són mescles homogènies on els components són solubles en aigua (hidrosolubles). El conjunt s'observa transparent i estan formades per dues parts:

• Solut: Substància que es dissol. És la part menys abundant.
• Dissolvent: Substància que dissol el solut. És el component més abundant. L'aigua és el dissolvent en les dissolucions hidrosolubles.

Exemple: NaCl (sal de cuina, solut sòlid) dissolt en H₂O (aigua, dissolvent líquid).
Exemples en cosmètica: tònics facials, colònies en esprai, acetona per a ungles.

Mescles Homogènies Hidrofòbiques (Liposolubles)

Són mescles homogènies on els components són solubles en greixos (liposolubles o hidrofòbics).

Exemple: oli d'oliva.
Exemples en cosmètica: llapis de llavis, barres desodorants.

Mescles Heterogènies (Dispersions)

Són mescles de dues o més substàncies on el resultat és heterogeni, amb fases (parts visibles o diferenciables) que es poden distingir o no a simple vista. Els components no es barregen uniformement a nivell molecular. També es poden anomenar dispersions. N'hi ha de dues fases, de tres o més. Poden rebre diferents noms segons el tipus: suspensió, dispersió col·loidal, emulsió, etc.

Exemples:

• Amb fases visibles: oli i aigua, sorra i aigua (suspensió).
• Amb fases no distingibles a simple vista (col·loides): gels, escumes, cremes (emulsions).

Molts productes cosmètics (com cremes, locions) són mescles heterogènies (dispersions).

Reaccions Químiques

Definició i Representació

Procés pel qual unes substàncies inicials, anomenades substrats (o reactius), es transformen en unes altres substàncies finals, anomenades productes. Substrats i productes tenen els mateixos àtoms (reorganitzats), però presenten propietats diferents. Hi ha reaccions químiques lentes i d'altres molt ràpides.

Representació general: S₁ + S₂ → P₁ + P₂

Això indica que els substrats S₁ i S₂ reaccionen per donar els productes P₁ i P₂.

Exemple real (neutralització): NaOH + HCl → H₂O + NaCl

L'hidròxid de sodi (NaOH) és una base, l'àcid clorhídric (HCl) és un àcid, i reaccionen per formar aigua (H₂O) i sal comuna (NaCl).

Catalitzadors

A la natura existeixen catalitzadors: substàncies o agents que acceleren la velocitat de les reaccions químiques sense consumir-se en el procés. Factors o substàncies que poden influir en la velocitat de reacció:

• Temperatura òptima
• pH òptim
• Metalls
• Vitamines
• Proteïnes
• Enzims (catalitzadors biològics)

Quan es produeix una reacció química, hi poden intervenir diversos catalitzadors simultàniament, com passa, per exemple, en el cos humà.

Reversibilitat

Les reaccions químiques poden ser:

• Irreversibles: Els substrats es transformen en productes, però els productes no poden tornar a formar els substrats en les mateixes condicions (S → P).
• Reversibles: Els substrats es transformen en productes, i els productes poden reaccionar entre si per tornar a formar els substrats (S ⇌ P).