Substàncies, Mescles i Canvis: Guia Bàsica de Química

Substàncies i Mescles

Substàncies Pures

Són determinades i úniques (específiques de la substància). Les substàncies pures estan formades per una única substància.

Mescles

Estan formades per diverses substàncies. Totes les substàncies pures són homogènies, però les mescles poden ser heterogènies o homogènies. Les propietats físiques depenen de les proporcions dels components.

Les substàncies pures que formen part d'una mescla s'anomenen components.

Mescles Homogènies (Dissolucions)

No se solen distingir els components a simple vista (exemple: aigua i sal). Els components estan distribuïts de forma compacta/junta.

El component majoritari d'una dissolució és el dissolvent.

El component que hi ha en menor quantitat són els soluts.

Tipus de Dissolucions

• Dissolucions sòlides
• Dissolucions líquides
• Dissolucions gasoses

En totes: Dissolvent + Solut = Dissolució. D = Majoritari/Principal, S = Minoritari/Secundari.

Exemples: Sòlid (aliatges metàl·lics), Líquid (aigua amb sal).

Mescles Heterogènies

Es poden distingir visualment. Els seus components estan distribuïts de forma irregular (exemple: aigua i sorra).

Hi pot haver partícules sòlides que es troben suspeses en el líquid durant una estona, però s'acaben desplaçant al fons o a la superfície segons la densitat que tinguin.

Mètodes Mecànics de Separació

Les propietats específiques de les substàncies pures ens permeten identificar-les i separar-les quan formen part d'una mescla. Exemple: Aire (78% N₂, 21% O₂, 1% altres).

• Tamisatge: Permet separar sòlids de diferents mides (tamís = colador).
• Filtrat: Permet extreure fragments sòlids suspesos en líquids.
• Sedimentació i decantació: Es basa en la diferència de densitats de les substàncies.
• Centrifugació i decantació: Similar a la sedimentació i decantació, però accelerada.

Propietats de la Matèria

Les propietats físiques són les característiques que ens permeten descriure els objectes que ens envolten i les substàncies o materials que els formen.

Propietats Físiques

Tipus de Propietats Físiques

• Mecàniques: Com reaccionen els materials quan se'ls apliquen forces. Exemples: duresa, fragilitat, elasticitat...
• Elèctriques: Com reaccionen els materials a l'electricitat.
• Magnètiques: Si els materials reben forces magnètiques.
• Tèrmiques: Com reaccionen els materials amb la calor. Exemples: conductivitat, punt de fusió, punt d'ebullició...

Propietats Extensives vs Intensives

• Propietats extensives: Depenen de la quantitat de substància. Exemples: massa, volum.
• Propietats intensives: Són les que no depenen de la quantitat de substància analitzada. Exemples: densitat, punt de fusió, punt d'ebullició.

Propietats Específiques

Ens permeten diferenciar unes substàncies d'unes altres.

Dependència de la Temperatura

Les propietats de les substàncies depenen de la temperatura.

Canvis físics provocats per l'escalfament o el refredament (canvis d'estat: Gas, Líquid, Sòlid).

Propietats Químiques

Les propietats químiques d'una substància determinen la seva capacitat per transformar-se en altres substàncies diferents. No s'identifiquen fàcilment, ja que impliquen una transformació.

Canvis en la Matèria

Canvis Físics

Es produeix una modificació en l'aspecte o l'estat d'agregació de la substància, però la seva composició química no canvia.

Canvis Químics

Es produeixen quan una o diverses substàncies pures es transformen en una altra o altres substàncies pures diferents.

Els canvis químics impliquen la desaparició d'una o diverses substàncies originals i l'aparició d'altres de noves.

Detecció de Canvis Químics

És fàcil de detectar quan:

• Hi ha un canvi de color (exemple: poma podrint-se).
• Emeten olors diferents (exemple: fermentació).
• Tenen un estat d'agregació diferent del de les originals a la mateixa temperatura.
• Hi ha notables canvis de temperatura.

Reversibilitat dels Canvis

Revertir un canvi: Tornar a l'estat inicial.

• Revertir un canvi físic: Recuperar les propietats físiques de l'objecte que ha experimentat el canvi.
• Revertir un canvi químic: Recuperar les substàncies inicials. Els canvis químics són difícils de revertir.

Reactius i Productes

Les substàncies inicials que experimenten un canvi s'anomenen reactius.

Les substàncies resultants d'un canvi reben el nom de productes.

Tipus de Reaccions Químiques

• Síntesi: 2 o més reactius → 1 producte. Exemple: Ferro + Oxigen → Òxid de ferro.
• Descomposició: 1 reactiu → 2 o més productes. Exemple: Aigua (electròlisi).
• Substitució: 2 o més reactius → 2 o més productes (intercanvi). Exemple: Coure + Nitrat de plata → Nitrat de coure + Plata (A + B = C + D).

Conservació de la Matèria

Tant en els canvis físics com en els químics, la quantitat de matèria es conserva.

Exemple: Un globus amb gel pesa 2,8 g. Quan el gel es desfà, els àtoms continuen presents (ara en estat líquid), i la massa total es manté: 2,8 g.