Fórmules Química, Matèria: Substàncies Pures i Mescles

Fórmula empírica

La fórmula empírica indica la proporció més senzilla que hi ha entre els àtoms dels diferents elements que formen la molècula. Substàncies diferents poden tenir la mateixa fórmula empírica. Es determina a partir d'una composició centesimal (percentatge en massa) del compost, trobada mitjançant una anàlisi química.

Fórmula molecular

La fórmula molecular indica el nombre real d'àtoms de cada element que hi ha en una molècula. És un múltiple sencer de la fórmula empírica. Cal conèixer la fórmula empírica i la massa molecular del compost (Mr).

Classificació de la matèria

Substàncies pures

Tenen una composició fixa i propietats característiques definides (temperatures de canvi d'estat, pressió de vapor, densitat, capacitat calorífica...). Les substàncies pures no es poden separar en altres substàncies per mètodes físics.

• Elements

  No es poden descompondre en substàncies més senzilles per mètodes químics. Estan formats per un sol tipus d'àtom i es troben ordenats a la taula periòdica.

• Compostos

  Estan formats per dos o més elements combinats químicament en proporcions fixes. Es poden descompondre en substàncies més senzilles (els seus elements constituents) mitjançant processos químics. Es representen amb fórmules químiques.

Mescles

Estan compostes per diverses substàncies pures (components) que no reaccionen químicament entre si. No tenen propietats fixes, ja que aquestes depenen de la composició de la mescla. Els components es poden separar per mètodes físics.

• Mescles homogènies (Dissolucions)

  També anomenades dissolucions. Tenen un aspecte uniforme, ja que no es poden distingir els seus components a ull nu ni amb un microscopi òptic. Les seves propietats són idèntiques en tots els punts. Estan formades per un dissolvent (component majoritari) i un o més soluts (components minoritaris).

  Exemples de dissolucions

  	Solut
  Dissolvent	Sòlid	Líquid	Gas
  Sòlid	Aliatges (ex: acer)	Amalgama (ex: Hg en Au)	Oclusió (ex: H₂ en pal·ladi)
  Líquid	Aigua de mar (sal en aigua)	Gasolina (barreja hidrocarburs)	Aigua amb gas (CO₂ en aigua)
  Gas	(Pols en aire - Nota: sovint col·loide)	(Boira - Nota: sovint col·loide)	Aire (N₂, O₂, etc.)

  Tipus de dissolucions segons concentració:

  • Diluïda: La quantitat de solut dissolt és relativament petita en comparació amb la quantitat màxima que podria dissoldre el dissolvent.
  • Concentrada: La quantitat de solut dissolt és relativament gran.

  Nota important: El fum (partícules sòlides en un gas) i la boira (partícules líquides en un gas) sovint es classifiquen com a col·loides i no com a dissolucions vertaderes.

• Mescles heterogènies

  Els seus components es poden distingir a ull nu o amb un microscopi òptic. Les seves propietats no són uniformes i varien d'un punt a altre de la mescla. Inclouen els col·loides i les suspensions.

  • Col·loides

    Formats per una fase dispersa (partícules) i una fase contínua (medi). La mida de les partícules de la fase dispersa està aproximadament entre 1 nm i 1000 nm (o 1 µm). Les partícules no són apreciables a ull nu, generalment travessen els filtres ordinaris i no sedimenten fàcilment. Presenten l'Efecte Tyndall (dispersió de la llum quan un feix la travessa). Es classifiquen segons l'estat de les fases:

    	Fase Dispersa
    Fase Contínua	Gas	Líquid	Sòlid
    Gas	(No existeix, els gasos sempre formen dissolucions)	Aerosol líquid (boira, núvols)	Aerosol sòlid (fum, pols)
    Líquid	Escuma (nata batuda)	Emulsió (llet, maionesa)	Sol (pintura, midó en aigua)
    Sòlid	Escuma sòlida (porexpan, pedra tosca)	Gel (gelatina, formatge)	Sol sòlid (vidre robí, algunes aliatges)

  • Suspensions

    Són mescles heterogènies on les partícules de la fase dispersa són prou grans (mida > 1 µm o 1000 nm) per ser visibles a ull nu o amb microscopi. Aquestes partícules sedimenten (es dipositen al fons) si la mescla es deixa en repòs. No són estables. Exemples: sorra en agua, suc de fruita amb polpa.