Química Essencial: Dissolucions, Electròlisi i Reaccions Redox

Teoria de la Dissociació Iònica

La teoria de la dissociació iònica estableix que:

• Els electròlits (substàncies que en dissolució condueixen el corrent elèctric) en dissoldre’s en aigua es dissocien en ions (del grec "vianant").
• Els ions són àtoms o grups d’àtoms amb càrrega positiva o negativa. Els cations (ions positius) van al càtode (placa negativa). Els anions (ions negatius) van a l’ànode (placa positiva).
• Els ions tenen propietats molt diferents dels àtoms dels quals deriven.

Electròlits i No Electròlits

• Un electròlit és una substància que en aigua condueix el corrent elèctric.
• Un no electròlit és una substància que en aigua no condueix el corrent elèctric.

Solvatació i Saturació de Dissolucions

La solvatació és el fenomen pel qual les molècules del solvent envolten les partícules del solut. En el cas que el solvent sigui aigua, se'n diu hidratació.

La saturació es produeix quan, un cop depassada la quantitat que pot admetre una dissolució a una temperatura determinada, l’excés de solut resta al fons.

Teoria Cineticomolecular i Dissolució

La teoria cineticomolecular explica la interacció entre solut i dissolvent. Per exemple, en la dissolució de iodur de potassi (solut) en aigua (dissolvent):

• El solvent (l’aigua) és el medi dispersant i el solut (el iodur de potassi) el medi dispers.
• Cada molècula es mou a una velocitat determinada. No podem saber el valor de la velocitat d’una molècula concreta, però sí fer una estimació del valor de la velocitat mitjana.
• En el seu moviment es produeixen xocs freqüents entre dissolvent (H₂O) i solut (K⁺, I^–).
• Si el xoc es produeix:
  1. en la direcció adequada,
  2. amb energia suficient,
  és possible que un ió determinat sigui arrencat del cristall i passi a la dissolució.

L'Equilibri de Solubilitat

L'equilibri de solubilitat s'assoleix quan el nombre d'ions que passen a la dissolució és igual al nombre d'ions que tornen al cristall.

L'Aigua com a Dissolvent Universal

L'aigua és un bon dissolvent per la seva polaritat i la seva figura geomètrica a l'espai.

Electròlisi: Descomposició per Corrent Elèctric

L'electròlisi és la descomposició o trencament d’una substància per mitjà del corrent elèctric.

Llei de les Proporcions Definides (Proust)

Proust va formular la llei de les proporcions definides, que estableix que quan dos elements diferents s’uneixen per formar una substància determinada, ho fan sempre en una proporció fixa i determinada de pes.

Lleis de Faraday de l'Electròlisi

Faraday va establir les següents lleis sobre l'electròlisi:

1. La quantitat d’element alliberat en una electròlisi és directament proporcional a la quantitat d’electricitat que ha circulat.
2. Per una mateixa quantitat d’electricitat, la quantitat de substància alliberada és directament proporcional a l’equivalent químic (massa molecular / valència).
3. La quantitat d’electricitat per alliberar 1 equivalent químic de qualsevol substància és de 96.500 C.

Oxidació i Reducció: Conceptes Clau

La oxidació i la reducció es poden definir de dues maneres:

• Oxidació: és un procés en què un àtom o grup d’àtoms guanya oxigen. Alternativament, és un procés en què un àtom o grup d’àtoms perd electrons.
• Reducció: és un procés en què un àtom o grup d’àtoms perd oxigen. Alternativament, és un procés en què un àtom o grup d’àtoms guanya electrons.

Característiques de les Reaccions Redox

Les reaccions redox (oxidació-reducció) presenten les següents característiques:

1. El nombre d’electrons guanyats per un element o compost (oxidant) és igual al d’electrons perduts per l’altre (reductor).
2. L’oxidació i la reducció són processos simultanis: la transferència d’electrons és instantània.
3. No hi ha oxidants ni reductors absoluts.

El Procés Redox: Transferència d'Electrons

Un procés redox es defineix com una transferència d’electrons.

Pila i Bateria: Generadors Elèctrics

• Una pila és un generador elèctric que transforma energia química en energia elèctrica i serveix per produir corrent elèctric continu; permet que els aparells elèctrics funcionin sense necessitat d'estar connectats a l'electricitat amb un cable.
• Una bateria és un aparell petit, generalment de forma cilíndrica o rectangular, que serveix per produir un corrent elèctric continu a partir d'una reacció química que es produeix al seu interior.

Què és una Reacció Química?

Una reacció química, també coneguda com a canvi químic, transformació química o procés químic, és un fenomen pel qual una substància o més d’una es transformen en una altra substància o en diverses altres substàncies.

Estequiometria: Càlcul en Reaccions Químiques

El càlcul de les quantitats de substàncies que intervenen en una reacció s’anomena estequiometria.

Reacció Química: Reestructuració d'Enllaços

Una reacció química és una reestructuració d’enllaços.

Llei de Conservació de la Massa (Lavoisier)

Lavoisier va formular el 1789 la llei de conservació de la massa, que diu:

En tota reacció química, la massa es conserva.