La matèria que ens envolta habitualment
acostuma a ser barreja de diferents substàncies:
- l'aire que respirem conté principalment dos gasos, oxigen i nitrogen,
- l'aigua que bevem té, a més a més d'aigua, diversos
sòlids i gasos dissolts, encara que sigui en molt petita concentració,
- els materials de construcció són barreges de diferents
minerals i roques, que es presenten a vegades finament polvoritzats.
Si atenem al seu aspecte, podem distingir dos tipus de matèria:
- Matèria heterogènia, és aquella en la que es poden distingir parts, a ull nu o amb ajuda del microscopi òptic. Està formada per diferents substàncies i s'anomena "mescla heterogènia". Exemples: la sorra de la platja, el granit, l'aigua fangosa d'una bassa, l'aire ple de pols en una tempesta,...
- Matèria homogènia, és aquella en la que no es poden distingir parts, a ull nu o amb ajuda del microscopi òptic. Té una composició uniforme i les mateixes propietats en tota la seva massa. Pot estar formada per una sola o més d'una substància.
Quan la matèria homogènia està formada per més d'una substància, s'anomena mescla homogènia o dissolució. Exemple: l'aire que respirem, l'aigua potable, el vi o el vinagre, els aliatges, ...
Quan la matèria homogènia està formada per una sola substància, s'anomena "substància pura". Una substància pura és aquella que té composició i propietats fixes i determinades. Exemple: l'aigua pura (destil·lada) té una densitat de 1000 kg/m3, punt de fusió de 0 ºC i punt d'ebullició de 100 ºC o el coure, densitat 8920 kg/m3, punt de fusió de 1083 ºC i punt d'ebullició de 2595 ºC.
Concentració d'una dissolució
En una dissolució, anomenem dissolvent
al component majoritari i soluts a la resta de components. Hi ha diferents
formes d'expressar la concentració de solut en una dissolució:
- % en massa: és el percentatge , en grams, de solut respecte els grams totals de dissolució.
- g / litre: són els grams de solut que hi ha per litre de dissolució
- Molaritat o concentració molar: mols de solut continguts en cada litre de dissolució. Per calcular els mols de solut, es divideix la massa, en grams, per la massa molecular.
- molalitat: mols de solut per kilogram de dissolvent. Per calcular els mols de solut, es divideix la massa, en grams, per la massa molecular.
- Fracció molar: es calcula primer el nombre de mols de cada component de la dissolució i es fa la suma total de mols. La fracció molar d'un component és calcula dividint el seu nombre de mols pel nombre de mols totals.
Exemple:
El suc de llimona té una concentració
del 6% d'àcid cítric, de fórmula C6H8O7.Calcula la
molalitat. Pensa primer quines dades has de posar al quadre de dades.Masses
atòmiques: C: 12,0 - H: 1,0 - O: 16,0.
Resolució: Per exemple, en 100 g de dissolució, hi han 6 g de solut i 94 g de dissolvent. Introduint aquestes dades en el quadre de dades, juntament amb la massa molecular del solut, apareix el valor de la molalitat en el quadre de resultats.
Dissolucions iòniques
Un ió és una partícula
carregada elèctricament, formada per un o més àtoms,
alguns dels quals han perdut o guanyat algun electró.
Els ions són presents en les xarxes cristal·lines de moltes
substàncies sòlides: hidròxids, com per exemple l'hidròxid
sòdic (NaOH) o bàric (Ba(OH) 2), o sals, com el nitrat potàssic
(KNO3) o el sulfat cúpric (CuSO4) i es posen de manifest en les
dissolucions aquoses d'aquestes substàncies i dels àcids,
com per exemple l'àcid clorhídric (HCl) o sulfúric
(H2SO4).
Un àcid en dissolució es dissocia
donant ions H+ (protons) que s'associen ràpidament amb una molècula
d'aigua, i ions negatius.
La dissolució roman neutre ja que es produeixen tantes càrregues
positives com negatives.
Un hidròxid en dissolució es dissocia donant ions OH- i
ions positius.
Una sal en dissolució dona lloc als ions corresponents a l'àcid
i la base dels quals es considera que prové.
Solvatació
Els ions presents en la dissolució,
en funció de les seves dimensions i la intensitat del camp elèctric
que crea la seva càrrega, fan que els dipols de l'aigua es distribueixin
al seu voltant aproximant-se amb la càrrega del dipol contrària
a la de l'ió.
Aquest fenomen es coneix amb el nom de "solvatació" dels
ions en la dissolució aquosa. El procés de solvatació
permet explicar la facilitat de dissolució dels compostos iònics
en aigua i el fet que els ions positius i negatius puguin estar en la
dissolució sense tornar a ajuntar-se.
A una temperatura determinada, el nombre màxim d'ions d'un compost que poden ser presents en la dissolució és el que correspon a la solubilitat del compost a aquesta temperatura. Si s'afegeix més compost, s'estableix un equilibri entre els ions en dissolució i els que formen la xarxa cristal·lina del compost.
En el cas del clorur de potassi, aquest equilibri es representa mitjançant la reacció :
KCl(s) <==> K+(aq) + Cl-(aq)
