Els sistemes materials Què és? ◦ Qualsevol objecte que considerem individualment. Sistema material NO!! Sistema material Sistema material ◦ Matèria: tot allò que ocupa un espai i té massa ◦ Sistema material: porció de matèria considerada de forma aïllada per estudiar-la ◦ Substància: tipus concret de matèria Generals ◦ Massa ◦ Volum ◦ Temperatura tots els sistemes en tenen no aporten informació Específiques ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ Brillantor Duresa Color Densitat Conductivitat Punt de fusió, Punt d’ebullició depenent de la classe de substància Massa ◦ Quantitat de matèria que posseeix el sistema material. Característiques dels sistemes materials: La seva massa no depèn ni de la forma ni el grau de divisió del sistema Un sistema material és tancat quan la massa és constant. Unitats: Kg Mesurem amb: balança Volum ◦ Quantitat d’espai que ocupa un sistema material ◦ Característiques No depèn de la forma ni del grau de divisió del sistema Pot dependre d’altres factors com: Pressió Temperatura Unitats: m3 Equivalències: 1m3: 1kl 1dm3: 1l 1cm3: 1ml Densitat ◦ m/v La massa que correspon a una unitat de volum kg/m3 Exercici Magnitud LONGITUD MASSA TEMPS TEMPERATURA INTENSITAT DE CORRENT QUANTITAT DE SUBSTÀNCIA INTENSITAT LLUMINOSA Unitat Símbol Altres unitats utilitzades Altres magnituds fonamentals i derivades MAGNITUD SUPERFÍCIE VOLUM DENSITAT VELOCITAT ACCELERACIÓ FORÇA PRESSIÓ ENERGIA SÍMBOL UNITAT ALTRES UNITATS UTIITZADES Es pot presentar en tres estats diferents: ◦ Sòlid ◦ Líquid ◦ Gas De què depèn? ◦ De la força d’unió entre les partícules SÒLID LÍQUID GAS ◦ ATENCIÓ: pot canviar el volum...però la massa es manté constant! Ens explica Els gasos estan formats per partícules molt petites que estan separades les unes de les altres i que es mouen contínuament. (Forces d’atracció ( cohesió)/ repulsió ( dispersió), són moviments). Els gasos ocupen el volum de tot el recipient que els conté. Els gasos exerceixen una pressió sobre les parets del recipient que els conté. Aquesta pressió és deguda als xocs de les partícules del gas contra les parets. Les partícules tenen un moviment caòtic. Com més de pressa es mouen les partícules d'un gas, més alta és la temperatura a la qual es troba. Les forces ( atracció/ repulsió) ens determinen l’estat físic ◦ Variarà segons les condicions de la Tª i la P Si varien.....CANVI FÍSIC Les partícules de gas que trobem en un recipient, es troben en moviment. Aquests moviments són en línia recta però en el moment que xoquen les unes amb les altres canvien la seva trajectòria fent moviments “ziga-zaga” moviment tèrmic Si escalfem el gas, la vm augmenta, i també augmenta la seva energia cinètica Ec= ½ mv2 augmentant també la Tª (proporcional a l’Ecm) ESCALA 0K T (K) = T (ºC) + 273 -273’15ºC 273’15K 373’15K 0ºC 100ºC Teoria cinètica i pressió Canvi de volum a Tªct ◦ Si v KELVIN , i la Tª constant ( més xocs) P Canvi de Tª a V ct ◦ Si Tª i el volum és constant, Ec augmenta i la P Han d’estar formats per una o diverses substàncies ( per què????) ◦ Homogenis Mateixa composició en tot el sistema Mateixes propietats ◦ Heterogenis Propietats diferents en les diferents parts del sistema A ull nu, alguns semblen iguals ( homogenis) ◦ Sang Microscopi: ens assegurem, i veiem que no són homogenis o sí! Què creieu? HOMO? HETERO? ◦ Aigua del mar ◦ Sang HOMOGENIS ◦ Cal que les partícules estiguin distribuïdes homogèniament. ◦ No es poden distingir parts diferenciades. HETEROGENIS ◦ Es poden distingir parts diferenciades a ull ni o microscopi Són sistemes materials formats per diverses substàncies: ◦ Es poden trobar en qualsevol estat d’agregació. Aigua+ oli ( líquids) Granit ( sòlids) Escuma de sabó ( gas + líquid) Tipus de mescles ◦ SUSPENSIONS ( Mida: 2·10-4mm màxim) Sòlid dispers en un líquid Ex: suc ( polpa + aigua), brou, pintura ◦ COL·LOIDES (Mida: 10-6 – 2·10-4mm) Maionesa, mantega, escumes.. Què és la xocolata, una substància pura o una mescla? Per comprovar-ho, fem l'experiència següent: 1. En un recipient que es pugui posar damunt d'una flama, posa-hi unes preses de xocolata. Després introdueix en el recipient un termòmetre i una cullera de fusta per remenar la xocolata. 2. Escalfa la xocolata a foc suau. Podràs comprovar que es comença a fondre a partir de 23 ºC i que no està fosa del tot fins als 55 ºC. Observa que la temperatura no es manté constant en cap moment. Gràcies a les propietats d’aquests components ( densitat, solubilitat, esta d’agregació, etc...) ◦ És fàcil identificar les substàncies i faciliten la separació dels components. http://www.youtube.com/watch?v=h2xg0YqJwBg (mètodes separació mescles) ◦ SI TENEN ESTATS DIFERENTS: FILTRACIÓ Posem la mescla per un filtre o superfície porosa SI TENEN DENSITATS DIFERENTS ◦ SEDIMENTACIÓ Mitjançant la gravetat ◦ DECANTACIÓ Embut de decantació ( líquids immiscibles) ◦ CENTRIFUGACIÓ Artificial S’incrementen les diferències de pes SI TENEN SOLUBILITATS DIFERENTS ◦ Utilitzant dissolvents que faran que una substància passi a ser fase dissolta i l’altra sòlida SISTEMES MATERIALS HOMOGENIS DISSOLUCIONS SUBSTÀNCIES PURES Experiència: l'electròlisi de l'aigua Tots sabem que l'aigua està formada per oxigen i per hidrogen (H 2O); ara bé, l'aigua es pot descompondre en altres substàncies més simples utilitzant un procés químic. Si fem passar un corrent elèctric per una cubeta amb aigua —hi produïm una reacció d'electròlisi—, podrem descompondre l'aigua en hidrogen i oxigen, dues noves substàncies pures que tenen una composició i unes propietats diferents de les de l'aigua. Recorda que l'hidrogen i l'oxigen són gasos a temperatura ambient, mentre que l'aigua és un líquid. 1. Posa aigua en una cubeta i afegeix-hi una mica de sal perquè condueixi millor l'electricitat. A continuació, introdueix-hi dos tubs d'assaig plens d'aigua i inverteix-los sense que surtin de la superfície; els tubs quedaran plens d'aigua. 2. Introdueix un elèctrode a cada tub i connecta els elèctrodes a una pila. Poden servir dos fils de coure. 3. En cada tub s'obté un gas. Observa que el volum del gas hidrogen és el doble que el del gas oxigen. Això es comprova perquè en el tub d'hidrogen es desplaça el doble d'aigua que en el de l'oxigen. DISSOLUCIONS Mescla homogènia Format per dos o més components Mateixes proporcions i mateixes propietats 2 components: ◦ Dissolvent: component majoritari ◦ Solut: component minoritari Aquests components poden trobar-se en els tres estats d’agregació DISSOLVENT SOLUT ELXEMPLES SÒLID S L G ALIATGES: bronze, acers AMALGAMES: metall i mercuri HIDROGEN en platí LÍQUID S L G Sucre+aigua, sal+aigua Alcohol+aigua Oxigen+aigua,sidra, cava GAS S L G Fum Boira aire SUBSTÀNCIES PURES Formades per un sol component No és fàcil saber si és un sol component o més. ◦ Per comprovar-ho, utilitzem les propietats específiques de la matèria ( Tª fusió, Tªebullició) Tenen densitats i Tª determinades Mirar exemple llibre web Separació dels components d’una dissolució SÒLIDS DISSOLTS EN LÍQUIDS ◦ Evaporació: dissolvent ◦ Cristal·lització: solut Les flors de gel es formen sobre noves capes de gel marí, a partir de vapors d’aigua que s’escapen de les fissures i forats en la capa de gel superficial. Al entrar en contacte amb l’aire fred,aquests vapors es congelen i la sal en la superfície comença a cristal·litzar, fent de nucli per a que es vagi formant la flor. Molècula a molècula, poc a poc s'aniran formant les flors. LÍQUIDS DISSOLTS EN LÍQUIDS Separació de components amb diferents punts d’ebullició. ◦ Destil·lació: (component més volàtil bull abans i per refrigeració torna al seu estat) Quan està separat, la Tª augmenta fins assolir el punt d’ebullició següent. http://www.youtube.com/watch?v=W7Vlxn4e2v0&feature=player_embedded MESCLA DE GASOS PER DESTIL·LACIÓ ◦ 2 ETAPES LIQUACIÓ: es comprimeix l’aire fins a altes pressions i es deixa expandir bruscament, cosa que provoca que l’aire esdevingui líquid DESTIL·LACIÓ FRACCIONADA: s’eleva gradualment la Tª de l’aire liquat, cosa que provoca que s’evapori primer el N2 i després l’oxigen. Cromatografia Separació de components. Tècnica basada en la velocitat en què cada component d’una mostra líquida és capaç d’ascendir per capil·laritat, per una superfície porosa ( paper de filtre, guix,etc.) ex: separació de pigments vegetals, tintes.. SUBSTÀNCIES PURES ELEMENTS I COMPOSTOS Joseph Priestley Experiència de Joseph Priestley: Va comprovar que el mercuri s’havia transformat en una altra substància de la qual, posteriorment, es podia tornar a obtenir mercuri. 1)Va agafar mercuri i el va escalfar amb aire. 2)Va obtenir una substància de color vermellosa: Òxid de mercuri. 3)Va escalfar la substància i van aparèixer unes gotetes brillants, el mercuri i un gas . AQUEST I ALTRES FETS VAN PERMETRE DIFERENCIAR ENTRE COMPOST I ELEMENT Es poden tenir substàncies pures descompostes en altres de més simples. Algunes es resistien a ser descompostes i feien pensar que eres les substàncies bàsiques: ELEMENTS ELEMENT: ◦ Substància pura que per mitjà de transformacions,es pot convertir en altres de més simples. COMPOST: ◦ Substància pura que es pot descompondre en altres de més simples UN COMPOST NO ÉS UNA MESCLA!!!!! ◦ - Compost sempre en les mateixes proporcions compost: CO2 mescla: aire,...