Propietats i Identificació de Substàncies

Substàncies i Mescles

Substàncies Pures

Una substància pura és homogènia, té composició fixa i invariable, i manté sempre les mateixes propietats físiques i químiques. Alguns compostos poden descompondre's mitjançant processos químics en altres substàncies simples (p. ex.: clorur de sodi o sal comuna).

Elements

També anomenats substàncies simples elementals, constitueixen la matèria i es combinen per formar els compostos.

Compostos

Formats per dos o més elements units químicament en proporcions fixes de massa.

Les substàncies pures es classifiquen en dos tipus: elements i compostos. Tots dos són homogenis i mantenen les seves propietats característiques.

Mescles

Una mescla és un conjunt format per la unió de substàncies en proporcions variables i que compleixen les següents condicions:

• Les substàncies components conserven les seves propietats.
• Les substàncies components són separables per medis mecànics o difusionals.
• Les substàncies components poden intervenir en qualsevol proporció.

Propietats de les Substàncies

Les propietats dels materials es classifiquen en:

• Generals o no característiques.
• Específiques o característiques.

Propietats Generals

Depenen de la quantitat i de la forma del material. Ex: la massa, el volum...

Propietats Característiques

Serveixen per diferenciar uns materials d'uns altres. Depenen de la seva naturalesa química.

Propietats Generals de les Substàncies

Són les que presenten totes les substàncies sense distinció i, per tant, no permeten diferenciar una substància d'una altra. Algunes propietats generals s'anomenen extensives, perquè el seu valor depèn de la quantitat de matèria, com per exemple, massa, pes, volum, temperatura.

Propietats Característiques de les Substàncies

Són les propietats que permeten identificar la matèria. Es poden classificar en propietats físiques i propietats químiques.

1. Densitat

És una propietat física característica o específica de la matèria. La densitat d'una substància es defineix com la massa que té per unitat de volum. Fórmula de la densitat: D = m / v. Les unitats més habituals són kg/m³ i g/mL (g/cm³).

Determinació de la Densitat

Sòlids

A partir del coneixement de la massa i el volum, s'aplica la fórmula D = m / v. Caldria pesar un volum conegut i dividir la massa entre el volum. Si el sòlid té forma irregular, es pot calcular el volum per desplaçament, submergint-lo en un líquid.

Líquids

A partir de la determinació de la massa d'un volum de líquid conegut i aplicació de la fórmula D = m / v. Mètodes: picnòmetre, densímetre.

Picnòmetre: recipient de vidre de volum conegut (entre 1 ml i 50 ml) de parets primes amb un tub capil·lar. Es calcula la massa del líquid que conté.

Densímetre: instrument llastrat per introduir-lo dins d'un líquid. L’enfonsament del densímetre en un líquid és més gran com menor és la seva densitat.

Vídeo demostratiu

2. Punt de Fusió

És la temperatura a la qual un sòlid passa a líquid a la pressió atmosfèrica. Durant el canvi d'estat, la temperatura es manté constant. El punt de fusió de les substàncies pures està definit i és reproduïble, i pot ser utilitzat per a la identificació.

• Les substàncies sòlides pures tenen un punt de fusió constant.
• Les impureses disminueixen el punt de fusió.
• La presència d'humitat o dissolvent donarà punts de fusió incorrectes.

Determinació

S’introdueix una petita quantitat del sòlid problema en un tub capil·lar i es subjecta al termòmetre. Es submergeixen tots dos en un bany d'oli.

3. Punt d'Ebullició

És la temperatura a la qual una substància passa de líquid a gasós. Quan s'arriba al punt d'ebullició, la temperatura es manté constant.

4. Índex de Refracció (nD)

Representa la capacitat de desviar la llum en funció de la seva densitat. La concentració de certes substàncies pot influir en la densitat i, per tant, en l'índex de refracció. Es mesura amb refractòmetres.

Tres variables influeixen en l’índex de refracció: composició química, concentració i temperatura. Unitat de mesura (BRIX).

5. Calor Específica

Representa la quantitat de calor necessària per elevar 1 ºC la temperatura d'1 g de substància.

Temperatura

Indica la quantitat d'energia tèrmica que té un cos. La calor és l'energia que es transmet d'un cos a un altre. Es mesura en graus Celsius (ºC), Kelvin (K) o Fahrenheit (ºF).

6. Quantitat de Substància. Espectroscopia

Els mètodes espectroscòpics es basen en la mesura de la radiació electromagnètica emesa o absorbida per la matèria. L'aparell utilitzat és l'espectrofotòmetre.

Identificació de Substàncies per les Propietats Químiques

1. Acidesa i Basicitat. El pH

Àcid: substància que en dissoldre's en aigua dóna ions H+ (protons).
Base o àlcali: substància que en dissoldre's en aigua produeix ions OH- (hidròxids).

Solucions Amortidores o Tampó

Són dissolucions que mantenen el pH constant. N'hi ha de dos tipus: àcides i bàsiques.

Determinació del pH

• Paper indicador
• pH-metre
• Indicadors líquids

Valoracions de les Dissolucions

Mètode per mesurar la quantitat d'una dissolució que reacciona amb una altra de concentració i volum coneguts.