Tema 1 Ciències NaturalsQuímica4t ESO

1.La matèria. Classificació:

MATÈRIA

Mescles- barreja de substàncies- les propietats varien segons el tipus i la proporció de les substàncies que la formen- per separar-les procediments físics

Homogènies (solucions)no distingim els components (ex. aigua amb sal, aliatges bronze, aire,...)Heterogèniesdistingim els components (ex. sorra + sal, ferro + sofre,...)

Substàncies pures- 1 sola susbtància- propietats són invariables- separació per procediments químics (electròlisi del l'aigua)

Cos simpleformats per àtoms iguals, amb el mateix Z (H2, O2, S8,...)Cos Compostsformats per àtoms diferents, amb diferent Z (H2O, NH3, CH4,...)

La matèria és tot allò que ocupa un lloc a l’espai i té massa

• Indica quins són els estats en que es presenta la matèria i fés una il.lustració seguint el model cinètic que els representi.

• A què anomenem propietats característiques de la matèria? Digues tres exemples.

Són aquelles propietats el valor de les quals no depèn de la quantitat de matèria i que permeten identificar-la i distingir-la de les altres: el punt de fusió, el d’ebullició, la densitat, la solubilitat, la duresa, el color, l’olor, el sabor, la fragilitat, la ductilitat …

Indica quines de les següents substàncies són pures i quines són mescles:

Aire Llet Xocolata Or Coure Fructosa Petroli

mescla mescla

mescla

mescla

pura pura

pura

• Digues quin mètode utilitzaries per separar les substàncies de les mescles següents.a) llimadures de ferro i pols de sofre.b) sorra i aigua.c) oli i aigua.

magnetisme

filtració

decantació

2.Canvis físics i canvis químics: Anomenem canvi físic aquell en què no

varia la naturalesa de les substàncies. En són exemples: canvi de posició, d’estat, de

temperatura, la dissolució… Anomenem canvi químic o reacció química

les transformacions en què una o diverses substàncies es converteixen en unes altres de noves.

En són exemples: la combustió, oxidació dels metalls…

La fusió del gel és un canvi físic, perquè la naturalesa de la substància aigua no ha canviat. Passem d’aigua sòlida a aigua líquida

L’oxidació d’un clau de ferro és un canvi químic perquè la naturalesa de les substàncies ha variat. El ferro reacciona amb O2 de l’aire i s’obté òxid de ferro.

2.Les solucions, un exemple de canvi físic:

Una solució o dissolució és una mescla homogènia, és a dir, una barreja en què no podem distingir a ull un, ni amb microscopi, els diferents components.

3.Els components d’una solució:

Els components d’una solució són el solut i el dissolvent.

El solut és la substància que es dissol, és a dir, que disgrega o dispersa en una altra, que anomenem dissolvent.

En una solució només hi ha un dissolvent, però poden haver-hi diversos soluts.

4.Tipus de solucions:

Solucions gasoses: mescles homogènies de gasos aire (O2, N2, CO2, vapor H2O…)

Solucions líquides: Gas-líquid begudes carbòniques Líquid-líquid benzina, alcohol+aigua Sòlid-líquid sal en aigua, sucre en aigua

Solucions sòlides: mescles homogènies de diferents metalls o bé un metall i uns altres tipus de substàncies. S’anomenen aliatges bronze, acer inoxidable, llautó…

En les solucions líquid-sòlid, el sòlid sempre és el solut i el líquid, el dissolvent.

En les solucions entre líquids o gasos, el solut és el component minoritari i el dissolvent el majoritari. A excepció de quan el líquid és aigua, aquesta és el dissolvent, independentment de la proporció en què es trobi.

aire

bronze

vinagre

acer inoxidable

Aigua carbònica

5.Composició de les solucions:

Per identificar una solució NO hi ha prou amb indicar-ne els components que la formen, sinó que cal expressar la proporció en què es troben.

Ho podem fer de manera qualitativa o quantitativa.

5.1. Qualitativa:

Una solució s’anomena diluïda quan la quantitat de solut dissol és petita en comparació de la quantitat de dissolvent.

Si una solució conté molt solut, s’anomena concentrada.

Una solució està saturada quan ja no és possible dissoldre més solut.

5.2. Quantitativa. Concentració d’una solució:

La concentració d’una solució indica la quantitat de solut dissolta en una quantitat determinada de solució. Concentració en massa Tant per cent en massa Molaritat

• Concentració en massa (g/l) La concentració en massa és el nombre de grams de solut que

hi ha dissolt en cada litre de solució. Unitats: g/l ó g/dm3

Fórmula: g solut/ l solució Exemple: Donada una solució de sucre en aigua de concentració en

massa 20 g/l. Qui és solut? Dissolvent? Què vol dir 20 g/l?

Solut: sucre

Dissolvent: aigua

20 g/l: Indica que hi ha 20 g de solut (sucre) per cada litre de solució. Si tenim 1 l de solució hi ha 20 g de sucre, si tenim 500 ml de solució hi ha 10 g de sucre, si tenim 250 ml de solució hi ha 5 g de sucre…

• Tant per cent en massa (%) El tant per cent en massa és el nombre de grams de solut que

hi ha dissolt en 100 g de solució. Fórmula: g solut/ g solució x 100 Exemple: Donada una solució aquosa de sal comuna al 2%. Qui és

solut? Dissolvent? Què vol dir 2%?

Solut: sal (clorur de sodi)

Dissolvent: aigua

20 g/l: Indica que hi ha 2 g de solut (sal) per cada 100 g de solució, o també, 2 g de sal per cada 98 g d’aigua. Si tenim 100 g de solució hi ha 2 g de sal, si tenim 50 g de solució hi ha 1 g de sal, si tenim 10 g de solució hi ha 0’2 g de sal…

Important!!!!

Concentració en massa, tant per cent en massa i molaritat són factors de conversió.

Exemple:

• Concentració en massa 20 g/l: 20 g solut = 1 litre solució20 g solut = 1 litre solució

• Tant per cent en massa 2 %: 2 g solut = 100 g solució2 g solut = 100 g solució

• Molaritat 0’5 M: 0’5 mols solut = 1 litre solució0’5 mols solut = 1 litre solució

• Dissolem en aigua 10 g de nitrat de potassi (KNO3) fins que obtenim 500 cm3 de solució. Quina és la concentració en massa de la solució obtinguda?

• En 150 g d’aigua es dissolen 15 g de sulfat de coure (II) CuSO4. Quin és el % en massa de solut de la solució preparada?

• Quants grams de solut i de dissolvent hi ha en 500 g d’una solució al 10 % en massa de solut?

20 g / L

9,1 %

50 g solut i 450 g dissolvent

6.La solubilitat:

• per què l’oli i l’aigua no poden mesclar-se?

• per què tirem sal a les carreteres nevades?

• per què és més fàcil dissoldre el colacao en llet calenta que en llet freda?

La solubilitat és una propietat característica de les substàncies i es defineix com la capacitat que té una substància de dissoldre´s en un dissolvent.

Hi ha substàncies que es dissolen en uns líquids i que en canvi no ho fan en uns altres. La sal és soluble en aigua però no en oli o alcohol…

Quan dos líquids poden mesclar-se diem que són miscibles. Quan químicament és impossible que es dissolguin, s’anomenen inmiscibles. Per exemple aigua i oli .

La solubilitat depèn de la temperatura del dissolvent. La solubilitat de la majoria de les susbstàncies sòlides augmenta amb la T. Els gasos es dissolen millor en fred.

• La solubil i tat d’una substància en un dissolvent determinat i a una temperatura donada es pot quantif icar , perquè es pot determinar la quantitat màxima de solut que es pot dissoldre en una quantitat determinada de dissolvent, a aquella temperatura.

• La solubil i tat s’expressa en nombre de g de solut en 100 g de dissolvent.

• Es considera que una substància és insoluble en un dissolvent quan en 100 g d’aquest es dissolen menys de 0’1 g de solut.

• Quan es representa gràficament la solubilitat d’una substància en funció de la temperatura, s’obté la corba de solubil i tat .

Com es pot observar al gràfic, no totes les substàncies es comporten de la mateixa manera.

La majoria de les substàncies augmenten la seva solubilitat amb la temperatura, però, la solubilitat del NaCl gairebé no varia amb la temperatura.

•Per què es bull aigua quan es vol preparar una infusió?

• Se sap que a 30 ºC es dissolen com a màxim 14 g d’una substància en 50 g d’aigua. Quina és la solubilitat d’aquesta substància?

• La solubilitat del clorur de potassi a 400 ºC és de 38 g de KCl en 100 g d’aigua. Quants grams es dissoldran en 150 g d’aigua?

28 g

57 g

91 g es dissoldran i 9 g quedaran sense dissoldre’s

• La solubilitat del nitrat de sodi a 30 ºC és de 91 g de NaNO3 en 100 g d’aigua. Si afegim 100 g de nitrat de sodi a 100 g d’aigua a aquesta temperatura, quants grams es dissoldran i quants quedaran sense dissoldre’s?

7.Material per preparar solucions:

balança espàtula

matràs aforat

proveta vas de precipitats