Substancies pures y mescles

Enviado por Programa Chuletas y clasificado en Física

Escrito el en catalán con un tamaño de 27,28 KB

 

En general, anomenem substància qualsevol tipus de matèria que podem distingir de les altres, a grans trets, perquè té algunes característiques pròpies.

Si et presenten el got de la figura 1 i et pregunten quina substància és, et fixaràs en el color, la consistència, l'olor, el sabor (si t'asseguren que pots tastar-la)... i tan sols després de fer-ne la inspecció, reconeixeràs que aquesta substància és llet. Fins i tot, podries afirmar que es tracta de llet pura de vaca.

Però, què vol dir que una substància és pura? En el llenguatge comú, solem donar el qualificatiu de pur a les substàncies d'origen natural, que no tenen additius o no estan contaminades.

No obstant això, per a un químic, aquesta noció és diferent:

Substància pura és cadascun dels tipus de matèria que té una composició definida i unes propietats característiques i invariables.

Des del punt de vista químic, la llet no és una substància pura, sinó una mescla de diverses substàncies: aigua, sucre, fosfat de calci, greixos, vitamines, etc. A més, pot contenir més o menys proporció d'aigua, ser sencera o

desnatada...

Una mescla està formada per dues o més substàncies, anomenades componentsde la mescla, de manera que la composició no està definida i les propietats depenen del tipus i de la proporció dels components.

Les mescles es classifiquen en heterogènies i homogènies en funció de la grandària de les partícules dels seus components.

En una mescla heterogènia les partícules de les diferents substàncies que la componen poden observar-se a cop d'ull o amb instruments òptics de pocs augments.

Aquest és el cas del granit, del qual podem observar a primera vista els tres minerals que el formen

En una mescla homogènia les partícules que la componen són tan petites que no podem observar-les amb cap mitjà òptic. Moltes d'aquestes mescles són solucions aquoses

Així, per exemple, l'aigua del mar és una mescla homogènia, perquè no podem distingir les partícules d'aigua de les partícules de les diferents sals que hi té dissoltes.

Les partícules d'algunes mescles només podem veure-les amb microscopis potents.

Aquest és el cas de la llet, perquè, tot i que no és una mescla homogènia, tampoc no podem veure'n a primera vista les partícules dels components.

A aquestes mescles, que podem considerar heterogènies però que tenen partícules que només podem veure amb ultramicroscopis, les anomenem dispersions col·loïdals.

Així doncs, a més de la llet, també són dispersions col·loïdals el fum, la boira , la maionesa, l'escuma, la nata batuda .

En aquestes mescles, les partícules petites d'una substància, anomenada fase dispersa, es troben disseminades a l'interior d'una altra substància, anomenada medi dispersor. La grandària de les partícules de la fase dispersa se situa entre 1 nm i 1 μm .

Un got ple d'aigua o d'alcohol (etanol) té un aspecte molt semblant. És difícil distingir a cop d'ull entre una substància i l'altra. No obstant això, si olorem els líquids no tindrem cap tipus de dubte sobre quin conté alcohol i quin aigua .

Per identificar una substància hem d'examinar-ne les propietats més peculiars, les anomenades propietats característiques o específiques.

Algunes d'aquestes són difícils de mesurar, com el color o l'olor. N'hi ha d'altres, en canvi, que podem mesurar fàcilment, com la densitat, la temperatura a què es fon o bull, la solubilitat, etc. Aquestes últimes són les que utilitzen els científics per diferenciar unes substàncies de les altres .

La densitat és la massa de substància que ocupa un determinat volum. Podem distingir l'aigua de l'etanol mesurant-ne la densitat, perquè la densitat de l'aigua és 1 g/cm3 i la de l'etanol és aproximadament 0,8 g/cm3.

La temperatura del punt de fusió (tf) és aquella temperatura a la qual una substància sòlida es fon quan la pressió externa és d'1 atm. Per exemple, el punt de fusió del glaç és 0°C, i el de l'etanol, –114°C.

La temperatura del punt d'ebullició (te) és aquella temperatura a la qual una substància líquida bull quan la pressió externa és d'1 atm. Seguim amb l'exemple i llavors, el punt d'ebullició de l'aigua és 100°C, i el de l'etanol 78,4°C.

Quan una substància pura passa de sòlid a líquid o de líquid a gas, la temperatura es manté constant durant tot el canvi d'estat .Tanmateix, si la substància no és pura (està mesclada amb altres), no veiem l'inici del canvi d'estat tan clarament, perquè la temperatura no es manté constant, sinó que varia a poc a poc . El volum del metall és la diferència entre els dos volums mesurats amb la proveta:Vmetall = VfinalVinicial = 66 mL – 55 mL = 11 mL.

Una solució és una mescla homogènia de dues o més substàncies.La substància que hi trobem en major proporció rep el nom de dissolvent (o solvent), i el component (o components) minoritari s'anomena solut .L'aigua és el dissolvent més comú, però no l'únic. Per exemple, si preparem una solució amb una mescla d'1 mL d'aigua i 1 L d'etanol, en aquest cas, l'etanol serà el dissolvent (perquè hi és en més proporció), i l'aigua el solut.Podem classificar les solucions en funció dels estats d'agregació inicials (sòlid, líquid o gas) del dissolvent i del solut. No obstant això, la solució sempre presenta l'estat d'agregació del dissolvent El sucre és molt soluble en aigua. Podem mesclar-ne una gran quantitat i s'hi dissoldrà. Tanmateix, si continuem afegint sucre a l'aigua, arribarà un moment que no es dissoldrà més, i aquest restarà al fons.En aquest moment, quan la solució ja no admet la incorporació de més solut, diem que està saturada. Per mesurar quant solut pot admetre un dissolvent utilitzem la solubilitat.La solubilitat d'un solut en un dissolvent és la màxima quantitat de solut que podem dissoldre en una quantitat determinada de dissolvent a una certa temperatura.

Una substància que té una solubilitat extremament petita en un determinat dissolvent l'anomenem insoluble o, si es tracta de líquids, immiscible.La solubilitat depèn del solut i del dissolvent. Però també pot variar força amb la temperatura. Com a norma general, com més alta és la temperatura, més gran és la solubilitat Per això és més fàcil dissoldre sucre en aigua calenta que en aigua freda.La corba de solubilitat d'una substància és la representació de la solubilitat i normalment l'expressem en grams de solut dissolts en 100 g de dissolvent, en funció de la temperatura. La concentració d'una solució és la quantitat de solut dissolt en una quantitat de dissolvent o de solució. Hi ha diverses maneres d'expressar la concentració d'un solut en una solució. Vegem-ne tres: la massa per volum, el percentatge en massa i el percentatge en volum.Aquesta massa indica els grams de solut dissolts en un litre de solució. És una de les maneres més freqüents d'expressar la concentració de les substàncies dissoltes en aigua .

T2-p46-1-NP3.gifSi la proporció dels soluts és petita, l'expressem en mg/L. És la massa de solut que hi ha en 100 unitats de massa de solució .T2-p46-2-NP3.gif

.