TEMA 1 Classificació de la matèria: substàcies pures

Tema 1:Classificació de la matèria 1.0 Introducció Estructura de la matèria: La matèria està formada àtoms. Els àtoms consten de: l'escorça: Està constituïda per electrons nucli: Està format pels protons i els neutrons. Els protons i els neutrons del nucli tenen una massa aproximadament igual i 1836 vegades superior a la dels electrons de l'escorça, que la tenen molt petita. Els electrons i els protons presenten càrrega elèctrica igual però de signe contrari. Els electrons la tenen negativa Els protons, positiva. Els neutrons són neutres. Un àtom és elèctricament neutre i el nombre de protons es igual al d'electrons. Els electrons, protons i neutrons de diferents substàncies són exactament iguals. Tema 1:Classificació de la matèria

Tema 1:Classificació de la matèria Al nombre de protons que té el nucli d'un àtom, l'anomenem nombre atòmic (Z) i és característic de cada element. La suma dels protons i neutrons s'anomena nombre màssic (A) i no és característic de cada element. Les varietats d'àtoms d'un mateix element que tenen diferent massa s'anomenen isòtops. El nombre màssic pràcticament equival a la massa total de l'àtom, anomenada massa atòmica. La unitat u, és la dotzena part de l'isòtop de l'àtom de carboni - 12. La massa atòmica es defineix com la mitjana aritmètica de les masses atòmiques del isòtops d'un element. Quan dos o més àtoms s'ajunten per formar una unitat química de qualsevol substància s'anomena molècula. La massa d'una molècula és el que coneixem com a massa molecular. La massa d'un mol de substància expressada en grams és el que coneixem com a massa molar de la substància. Tema 1:Classificació de la matèria

1.1.Les substàncies pures dins la classificació de la matèria Classificació de la matèria en funció de la composició La matèria homogènia és aquella els constituents de la qual no distingim ni a ull ni amb el microscopi convencional. Presenta un distribució uniforme de les seves partícules i qualsevol dels seus punts té la mateixa composició i propietats (Ex. l'aigua del mar). La matèria homogènia que presenta dos o més components l'anomenem mescla homogènia. Les substàncies pures tenen un sol component (Ex. terròs de sucre i un lingot d'or). Dins de les substàncies pures hi ha les que tenen un sol tipus d'àtoms, com el lingot d'or, que anomenem substàncies pures simples o elements. I els compostos, substàncies pures formades per dos o més elements combinats en una proporció definida i invariable. Tots els compostos es poden descompondre en substàncies més senzilles, bé en els elements que els constitueixen, bé en altres compostos més simples, mitjançant procediments químics o electrolítics. Tema 1:Classificació de la matèria

Tema 1:Classificació de la matèria La matèria heterogènia és aquella els constituents de la qual distingim a ull nu o amb un microscopi poc potent. La distribució no és uniforme, per tant, la composició en tots els seus punts no serà la mateixa. També podem dir que matèria heterogènia és aquella que presenta dos o més tipus de matèries homogènies. Anomenem fase a cadascuna de les parts homogènies i al conjunt, mescla heterogènia. D'aquesta manera es pot classificar: Matèria Homogènia Substàncies pures Elements (simples). Ex: or Compostos (combinacions). Ex: sacarosa del sucre Mescles homogènies. Ex: solució d'aigua i sal Matèria Heterogènia Tema 1:Classificació de la matèria

Tema 1:Classificació de la matèria Les diferències fonamentals entre element i compost són les següents: Element Àtoms del mateix tipus No poden descompondre's en substàncies més simples Compost Àtoms de tipus diferents Poden descompondre's en substàncies més simples per mètodes químics o electrolítics. Tema 1:Classificació de la matèria

Tema 1:Classificació de la matèria Les diferències fonamentals entre mescla i compost són les següents: Compost Composició dels elements definida i invariable No es conserven les propietats de les substàncies d'origen Separació dels seus components NOMÉS per mètodes químics La formació d’un compost implica un canvi d’energia amb l’entorn Mescla Composició variable Es conserven les propietats de les substàncies d'origen Separació dels seus components per mètodes físics (filtració, decantació, destil.lació, evaporació...) La formació d’una mescla presenta un canvi d’energia negligible la majoria de vegades. Tema 1:Classificació de la matèria

1.3 Diagrma de fases d’una substància pura: Una manera de saber si una substància és pura o no consisteix en provocar-li un canvi d’estat escalfant-la o refredant-la. Si durant el canvi d’estat la T es manté constant: la substància és pura Si durant el canvi d’estat la T NO es manté constant: mescla Per exemple: l’aigua a pressió = 1 atmòsfera T fusió= 273ºK= 0ºC T ebullició=373ºK=100ºC Tema 1:Classificació de la matèria

Tema 1:Classificació de la matèria Es molt important considerar la P a la qual té lloc el canvi d’estat, la T varia. A més pressió; la T és més elevada (olla a pressió) A menys pressió; la T és més baixa (al cim d’una muntanya) punt triple: punt de T i P on coexisteixen l’estat sòlid, líquid i gas Tema 1:Classificació de la matèria

Tema 1:Classificació de la matèria 1.4 Canvis d’estat Sòlid - líquid: Si tenim un sòlid i l'escalfem passarà a l'estat líquid. aleshores direm que el sòlid s'ha fos. El fenomen s'anomena fusió. D'altra banda, si tenim un líquid i el refredem passarà a l'estat sòlid, el líquid s'ha solidificat. Aquest fenomen s'anomena solidificació. Calor latent de fusíó (f) : quantitat de calor necessària, a P 1 atmòsfera, perquè una unitat de massa (1 Kg) passi d’estat sòlid a líquid. f = -s (calor latent de fusió=-calor latent de solidificació) Líquid - gas: El pas de l'estat líquid a l'estat gasós s'anomena vaporització, fenomen que rep diferents noms si es dóna a la superfície, evaporació, o a tota la massa del líquid, ebullició. Al fenomen invers, pas de l'estat gasós al líquid, l'anomenem condensació. Calor latent de vaporització (v) : quantitat de calor necessària, a P 1 atmòsfera, perquè una unitat de massa (1 Kg) passi d’estat líquid a gas. v = -c (calor latent de vaporització=-calor latent de condensació) Tema 1:Classificació de la matèria

Tema 1:Classificació de la matèria Evaporació: és el fenomen en que les molècules que es troben a la superfície d'un líquid tenen prou energia per vèncer les forces d'atracció exercides per la resta de les molècules del líquid i passar a l'estat gasós generen una Pressió anomenada Pressió de vapor (Pv) característica de cada substància a una T donada. L'ebullició: Un líquid passa a gas, fenomen que anomenem vaporització. El fenomen s'anomena ebullició i la temperatura a la qual es produeix, temperatura d'ebullició. Diferències entre evaporació i ebullició: L'evaporació es dóna només a la superfície L'ebullició, en tota la massa del líquid Tema 1:Classificació de la matèria

Tema 1:Classificació de la matèria Sòlid - gas: El pas directe de sòlid a gas sense passar per l'estat líquid s'anomena sublimació. I el procés invers, el pas de gas a sòlid, cristal·lització o també sublimació. Calor latent de sublimació (s) : quantitat de calor necessària, a P 1 atmòsfera, perquè una unitat de massa (1 Kg) passi d’estat sòlid a gas. v = -c (calor latent de vaporització=-calor latent de condensació 4.500 ºC — No hi ha sòlids. 6.000 °C — No hi ha líquids (només gasos). 10.000 °C — Només plasma. Tema 1:Classificació de la matèria

Tema 1:Classificació de la matèria FÒRMULES A RECORDAR Si hi ha canvi d’estat : Q= m.  Si NO hi ha canvi d’estat: Q=m.ce.T Q= calor (Joules, J) m=massa (kilograms, kg) Ce=calor específica (J/kgºK) magnitud específica per cada substància i estat (es a dir varia la ce de l’aigua líquida , sòlida o gas) =calor latent (J/kg) magnitud específica per cada substància i canvi d’estat (es a dir varia el calor latent de fusió i evaporació de l’aigua) T=variació de T en ºK Tema 1:Classificació de la matèria