Apunts, resums, treballs, exàmens i problemes de Química

Mecanismes i Conceptes de Reacció Química

Mecanisme de Reacció

Per comprendre com té lloc una reacció a escala atòmica, es proposa un mecanisme de reacció que descriu els canvis atòmics que es creu que tenen lloc a mesura que els reactius es transformen en productes.

Reacció Elemental

Consisteix en un canvi senzill d’àtoms o electrons.

• Reacció elemental unimolecular: Intervé una molècula com a reactiu.
• Reacció elemental bimolecular: Intervenen 2 espècies com a reactius.

Intermediari de Reacció

Té un paper important en la reacció, però no apareix en l'equació química global. Aquesta espècie existeix en concentracions molt petites a causa de la seva gran reactivitat. Per això també reben el nom d'espècies actives.

Estat de Transició

És...

Tota la matèria està formada d'àtoms.

John Dalton (1766-1844): La Teoria Atòmica

1. Els elements estan formats per partícules molt petites i indivisibles: àtoms.
2. Tots els àtoms d'un mateix element són iguals.
3. Els àtoms d'elements diferents són diferents.
4. Els àtoms són indestructibles i mantenen la seva identitat durant els canvis químics.
5. Les substàncies compostes estan formades d'àtoms que es combinen entre si, segons una proporció simple donada per nombres senzills. Formen entitats definides: molècules.

Eugen Goldstein: Descobriment de l'Electró

Quan hi ha una descàrrega en un tub tancat que conté un gas es formen ions i espècies carregades. Algunes s'allunyen del pol negatiu (càtode) i impacten a l'extrem del tub produint fluorescència...

Guia de Formulació Química

Dins de la formulació química, trobem diferents tipus de compostos segons la seva estructura i valències:

• Òxids: Creuem els dos nombres d'oxidació; l'oxigen (O) sempre actua amb valència 2.
• Peròxids: L'oxigen dels òxids es transforma en el grup (O₂) característic dels peròxids.
• Hidròxids: Es formen amb el grup (OH) que actua amb valència 1.
• Hidrurs: L'hidrogen (H) actua amb valència 1.

Àcids Hidràcids i Oxàcids

Els àcids hidràcids acaben en -hídric i porten l'hidrogen (H) sempre al davant. Segons el grup de l'element:

• Fluor, Clor, Brom i Iode: actuen amb -1 (HE).
• Sofre, Seleni i Tel·luri: actuen amb -2 (H₂E).

Altres hidrurs específics inclouen: PH₃ (fosfina), AsH₃ (arsina), SbH₃ (estibina), NH₃ (amoníac)...

Mètodes de Separació de Mescles

A continuació, es descriuen diverses tècniques utilitzades per separar els components d'una mescla, basant-se en les seves propietats físiques.

Filtració

La filtració s'utilitza per separar líquids i sòlids (el sòlid no ha d’estar dissolt, sinó precipitat o en suspensió). S’utilitza un paper de filtre que es col·loca sobre l’embut on es vessarà la mescla. Els porus del paper han de ser més petits que les partícules sòlides per impedir-ne el pas. Per accelerar la filtració (en cas de molt sòlid o de líquid espès), s’utilitza un embut anomenat Büchner i un Erlenmeyer amb un tub lateral per fer el buit: el matràs de Kitasato.

Decantació

• Decantació Simple

  Per separar líquid i sòlid (el

Tècniques de Separació de Mescles

Aquest document descriu els principals procediments per separar els components d'una mescla.

Decantació: Separació per Densitat

S'utilitza per separar els components d'una mescla heterogènia de partícules sòlides en un líquid o una mescla de dos líquids insolubles de densitats diferents.

Decantació d'un Sòlid en Líquid

Si les partícules del sòlid són prou grans i denses, es sedimentaran al fons del recipient. Si inclinem el recipient, podem vessar l'aigua a un altre recipient i així separar la mescla.

Decantació de Líquids Immiscibles

Tenim una mescla de dos líquids immiscibles de diferent densitat, com l'aigua i l'oli. Si la posem en un embut de decantació i obrim la clau de pas, caurà l'aigua...

Maneres d'Expressar la Concentració d'una Solució

• Massa de Solut per Volum de Solució (g/L)

  La concentració de volum (g/L) es calcula com: grams de solut / litres de solució.

• Percentatge en Massa (% en massa)

  El percentatge en massa es calcula com: (grams de solut / (grams de solut + grams de dissolvent)) * 100. Aquesta suma de grams de solut i dissolvent representa la massa total de la solució.

• Percentatge en Volum (% en volum)

  El percentatge en volum es calcula com: (litres de solut / litres de solució) * 100.

• Massa de Solut per Volum de Solució (g/L) - Fórmula General

  La concentració de volum es defineix com: grams de solut / litres de solució.

5 Tècniques de Separació de Mescles

A continuació, es detallen cinc tècniques fonamentals...

Models Atòmics: De Thomson a Rutherford i l'Experiment Clau

El Model Atòmic de Thomson: El "Púding de Panses"

Segons Thomson, l'àtom era com una gran massa de càrrega positiva, amb els electrons inserits en aquesta massa. La càrrega negativa dels electrons compensava la càrrega positiva per mantenir la neutralitat de l'àtom. Aquest model és conegut popularment com el "púding de panses".

L'Experiment de la Làmina d'Or: Desafiant el Model de Thomson

Descobriment de la Radioactivitat i els Raigs Alfa

A finals del segle XIX, el francès Henri Becquerel (1852-1908) va descobrir que un mineral d'urani emetia radiació de manera espontània. En analitzar aquesta radiació, es va comprovar que, en realitat, hi havia tres tipus diferents, una...

Conceptes Fonamentals de la Química

Termoquímica i Energia

• Criteri Energètic: Donar calor = exotèrmic (-); Rebre calor = endotèrmic (+).
• Entalpia ($\Delta H$): S'aplica si la reacció es fa a pressió constant.

Velocitat de la Reacció Química (Cinètica)

La cinètica estudia la velocitat de les reaccions químiques. En una reacció, la velocitat dels reactius disminueix al transcórrer el temps i la dels productes augmenta.

Factors que Intervenen en la Velocitat

1. Influència de la Concentració: Augmentar la concentració augmenta la velocitat de reacció, ja que hi ha més molècules i poden xocar més.
2. Temperatura: Més temperatura, més velocitat de reacció (per l'augment de l'energia cinètica).
3. Influència de l'Estat Físic dels Reactius:

Mesura de la concentració de CO2 total

La [CO₂] total d'una mostra es determina amb l'elèctrode de pCO₂, de manera que la mostra s'ha de barrejar amb una dissolució àcida.

L'adició d'àcid força la reacció cap a la producció de CO₂ fins que es consumeixi tot el bicarbonat i el CO₂ produït difongui a través de la membrana semipermeable, de forma que la variació de pH al compartiment és proporcional a la [CO₂] de la mostra.

• Hem d'observar que la [CO₂]_total és aproximadament igual a [HCO₃^-], ja que almenys un 90% del CO₂ es troba com a bicarbonat (la resta es troba com a CO₂ dissolt, àcid carbònic i grups carbaminats); per tant: [HCO₃^-] ≈ [CO₂]_total.

Mesurament de la pressió parcial d'O2

La pO₂ es determina amb l'elèctrode de Clark,...

Explorant les Mescles i Solucions en Química

De què depenen les característiques d'una mescla?

Les característiques d'una mescla depenen de la quantitat de la matèria que la compon.

La plata és una mescla?

La plata NO és una mescla.

Exemples de mescles comunes

El vinagre, l'oli, el suc de tomàquet i la maionesa SÍ que són mescles.

Mescles incolores que no són substàncies pures

Sabem que l'aigua destil·lada és incolora i també que és una substància pura. Cita una mescla que sigui incolora i que no sigui una substància pura:

• L'aigua de mar
• L'aigua de l'aixeta

Classificació de substàncies: Homogènies i Heterogènies

Indica quines de les substàncies següents són homogènies i quines heterogènies:

Substàncies Homogènies:

• Suc de llimona
• Massa