Conceptes Clau de Química: Gasos, Matèria, Solucions i Separació

Llei de Boyle-Mariotte: Pressió i Volum dels Gasos

La Llei de Boyle-Mariotte descriu la relació entre la pressió i el volum d’un gas. Per a una quantitat fixa de gas a temperatura constant, el producte del volum que ocupa per la pressió a la qual es troba és constant.

Fórmula: P₁ · V₁ = P₂ · V₂ o P · V = constant (a temperatura constant)

Conceptes Fonamentals de la Matèria

La matèria es classifica en diferents tipus segons la seva composició i propietats:

Substància Pura

Cadascun dels tipus de matèria amb una composició definida i unes propietats característiques i invariables (exemples: or, ferro, nitrogen, oxigen).

Mescla

Formada per dues o més substàncies (components de la mescla) de manera que la seva composició no està definida i les seves propietats depenen de la classe i de la proporció dels seus components.

Mescla Heterogènia

Les partícules de les diferents substàncies que la componen es poden observar a simple vista o amb instruments òptics de pocs augments (exemple: granit).

Mescla Homogènia

Les partícules que componen la mescla són tan petites que no es poden observar amb cap mitjà òptic. Moltes d'elles són dissolucions (exemple: aigua de mar).

Dispersió Col·loïdal

Mescla heterogènia en què les seves partícules només es poden veure per mitjà d’ultramicroscopis (exemples: llet, maionesa, escuma, fum).

Fase Dispersa

Partícules petites d’una substància dins d'una dispersió.

Medi Dispersor

Substància on es troben disseminades les partícules petites de la fase dispersa.

Identificació de Substàncies Pures

Per identificar i distingir les substàncies pures entre si, s'utilitzen les seves propietats específiques o característiques:

Propietats Específiques o Característiques

Propietats que permeten identificar i distingir les substàncies pures entre si.

Densitat

Quantitat de matèria d'una substància per unitat de volum.

Temperatura de Canvi d'Estat

En passar de sòlid a líquid o de líquid a gas, la temperatura de les substàncies es manté constant si són pures. Si no ho són, la temperatura varia gradualment.

• Temperatura de fusió (t_f): És aquella a la qual una substància pura sòlida es fon.
• Temperatura d'ebullició (t_e): És aquella a la qual una substància pura líquida bull.

Solucions i Solubilitat

Solució

Una solució és una mescla homogènia de dues o més substàncies.

• La substància en major proporció s'anomena dissolvent.
• El component minoritari s'anomena solut.
• Quan una solució no pot dissoldre més solut, es considera una solució saturada.

La solubilitat s'utilitza per mesurar la quantitat màxima de solut que un dissolvent pot admetre.

Solubilitat d'un Solut en un Dissolvent

Màxima quantitat de solut que es pot dissoldre en una quantitat determinada de dissolvent a una certa temperatura.

Insoluble

Substància amb una solubilitat extremadament petita en un determinat dissolvent.

Immiscible

Líquids incapaços de mesclar-se.

Corba de Solubilitat

Representació de la solubilitat d'una substància, expressada en grams de solut dissolts en 100 grams de dissolvent, en funció de la temperatura.

Concentració i Preparació de Solucions

Concentració d'una Solució

Quantitat de solut dissolt en una quantitat determinada de dissolvent.

Preparació d'una Solució

1. Calcular la massa de la substància necessària i pesar-la.
2. Posar en un vas de precipitats un volum de dissolvent menor que el volum final desitjat. Afegir-hi el solut i agitar fins que es dissolgui completament.
3. Vessar la solució, amb l'ajuda d'un embut, al matràs aforat.
4. Completar amb dissolvent fins a l'aforament. El menisc del líquid ha de quedar tangent a la marca d'aforament. Finalment, tapar i agitar bé el matràs.

Tècniques de Separació de Mescles

Procediments utilitzats per separar els components d'una mescla, basats en l'aprofitament de les propietats específiques de cada component.

Decantació

Permet separar un sòlid barrejat heterogèniament amb un líquid en el qual és insoluble, o bé dos líquids immiscibles amb diferent densitat.

Decantar un Sòlid d'un Líquid

S'aboca el líquid en un altre recipient amb cura, evitant que el sòlid, que s'haurà sedimentat al fons, caigui.