Title: 2.1. Classificació de la matèria: substàncies pures i mescles. Aplicacions a la vida quotidiana.
Course: Física i Química 3r ESO 1r T

La matèria. Definició i Classificació

Imatge lliure de drets d’autor sota sota llicència Creative Commons

La matèria

La matèria és tot allò que ocupa un lloc en l’espai (un volum) i que té massa.

Es podria dir que tot el que ens envolta és matèria, tot i que la ciència sap molt bé que, de fet, no és ben bé així si mirem l'univers, però no és el cas, ara volem estudiar la matèria, i ho farem amb una mica més de profunditat: amb la "lupa de veure-hi més endins" per veure de què estan fetes les coses que ens envolten.

La matèria està formada per diferents tipus de substàncies.

Quan aquestes substàncies són pures, tindran unes propietats característiques determinades (com ara una densitat específica concreta, una temperatura de fusió coneguda segons les condicions de pressió de l'entorn, etc...)

Una propietat és, doncs, allò que explica o descriu les particularitats d’una cosa, una qualitat pròpia de la matèria que s’estudia. Les propietats generals, com la massa, el volum, la temperatura... són propietats que tenen totes les substàncies i no les diferencien les unes de les altres però que ens permeten distingir el que és matèria del que no ho és.

   * Si ho relacionem amb les magnituds, les magnituds són aquelles propietats de la matèria que es poden mesurar.

Segons tot el que hem comentat, la matèria es pot classificar doncs, com segueix.

Imatge "classificació de la matèria" a genial.ly via @annacasamitjana sota llicència  Creative Commons BY-NC-ND

Per poder classificar les substàncies es pot fer a partir de claus dicotòmiques com la que ens ofereix aquest lloc web: Ingredients de l'Univers.

Imatge "claus dicotòmiques" - Classificació matèria - claus dicotòmiques - monogràfic Ingredients de l'Univers - XTEC

💡 [Reflexió] Toca qualsevol cosa que tinguis al voltant... què és? de què està fet?

Tria ara una fruita... 🥝🥭🍎🍏🍐🍉🍓🍓🥑🍈 Què creus que conté? En sabries dir la fórmula d'algun dels components principals?

En aquesta unitat entrarem una mica més a fons en comprendre de què està fet tot plegat.

Substàncies Pures: Elements i Compostos

Imatge lliure de drets d’autor sota sota llicència Creative Commons - Piqsels

Substàncies pures

Les substàncies pures tenen algunes característiques que fan que puguem diferenciar el que està format per substàncies senzilles del que és una barreja de substàncies.

- La seva composició no varia siguin quines siguin les condicions físiques en què es trobi (l'aigua segueix sent aigua, es trobi en estat sòlid, líquid o gas.
- No es descompon en substàncies més senzilles per procediments físics (no podem canviar la seva composició si només les filtrem, les destil·lem, etc.)
- Tenen unes propietats característiques determinades (pròpies, reproduïbles en qualsevol lloc on es trobi la substància: per exemple, un tros de FERRO "pur", sempre tindrà temperatura de fusió, d’ebullició, densitat, conductivitat... l'analitzem aquí o a l'altra punta de món)

- Compte! No confondre substància pura amb aire pur, naturalesa, materials naturals... una roca pot contenir diferents elements pertanyents a diferents substàncies.

Classificació de les substàncies pures: elements i compostos

- ELEMENTS substàncies pures que NO es poden descompondre en substàncies més senzilles ni per processos físics ni químics ( H, O, N, He, F, P, As, Au, Mg, K, Na, Cl…) (serien ELEMENTS totes les substàncies de la TAULA PERIÒDICA )

- COMPOSTOS substàncies pures que NO es poden descompondre en substàncies més senzilles per processos físics però SÍ per procediments químics (H_2O, NaCl...). Els àtoms d’un compost es troben units entre sí (podríem dir que els compostos són totes aquelles substàncies que podem definir amb una fórmula química )

💡 Què et suggereix la imatge d'aquest apartat? s'hi podrien distingir fàcilment substàncies pures? quines? en quin estat?

Mescles

Mescles

 Una mescla és una barreja de substàncies pures en proporcions variables.

- Se'n poden separar els seus components mitjançant mètodes de separació.
  - Filtració
  - Destil·lació
  - Decantació
  - Evaporació
  - Imantació
  - Cromatografia
  - ...

Classificació de les mescles

- MESCLA HOMOGÈNIA o DISSOLUCIÓ quan s'observa una mescla de substàncies de manera uniforme i, per tant, no veiem els components de les quals està formada parlem de mescles homogènies o dissolucions. La composició en tots els punts d'una dissolució és la mateixa, per exemple aigua amb sal (H_2O +NaCl).
  - En la formació d'una dissolució, igual que en les reaccions químiques, es pot observar que es desprèn o s'absorbeix calor (calor de dissolució).
  - El component majoritari d'una dissolució és el 🅳🅸🆂🆂🅾🅻🆅🅴🅽🆃
  - El component minoritari és el 🆂🅾🅻🆄🆃
  - Podem trobar exemples de dissolucions en tots els estats:

EXEMPLES DE DISSOLUCIONS^1
Estat físic (Dissolvent + Solut) | Dissolvent | Solut | Mescla
Sòlid + Sòlid = Sòlid | ferro | carboni | acer (aliatge)
Sòlid + Líquid = Sòlid | farina | aigua | massa de farina
Sòlid + Gas = Sòlid | gel | aire | gel amb aire dissolt
Líquid + Sòlid = Líquid | aigua | sal | aigua salada
Líquid + Líquid = Líquid | aigua | alcohol | beguda alcohòlica
Líquid + Gas = Líquid | aigua | CO_2 | beguda carbonatada
Gas + Sòlid = Gas | aire | partícules sòlides | aire contaminat
Gas + Líquid = Gas | aire | aigua | aire humit
Gas + Gas = Gas | nitrogen (N_2) (79%) | Oxigen (O_2) (21%) | aire

  - Els 🅰🅻🅸🅰🆃🅶🅴🆂 (mescles sòlides) més coneguts són els següents:
    - Bronze (prehistòria): Coure + Estany
    - Llautó: Coure + Zinc
    - Acer: Ferro + Carboni (<4%)
    - Acer Inoxidable: Ferro + Níquel + crom (i, de vegades Molibdè o Vanadi)

- MESCLA HETEROGÈNIA
  - No tenen aspecte uniforme.
  - No tenen la mateixa composició en tots els punts.
  - Es poden distingir fàcilment els components que les formen.
  - Dispersen la llum polaritzada (per exemple, si fem passar llum làser (llum polaritzada) a través de boira (mescla), la llum es dispersarà)

💡 Imagina't la sorra de la platja... oi que és salada? com separaries la sal de la resta de tots els components? 🤔

+ Info 1: Tipus de Dissolucions: Font: Wiquipèdia

Drets de les imatges/autoria: @annacasamitjana sota sota llicència Creative Commons BY-NC-ND

Aplicacions a la vida quotidiana i aplicacions

Les substàncies a la vida quotidiana

Els elements i els compostos, com hem vist, els trobem presents per tot arreu. Les mescles i combinacions dels mateixos són els que acaben configurant junt amb ells tota la matèria que ens envolta. Tot el que tenim al nostre entorn està format per unions d'àtoms i molècules d'elements i compostos que formaran o no entre ells substàncies diferents , amb propietats i característiques noves.

Alguns d'aquests elements que coneixerem són essencials per la vida. Són els bioelements i els oligoelements.^1

^

Imatge lliure de drets d’autor sota sota llicència Creative Commons - Piqsels

- Els bioelements són necessaris per a la formació de nutrients i biomolècules com els glúcids (sucres), lípids (greixo), proteïnes i àcids nucleics (material genètic).
- Els principals i més abundants són el carboni (C), l'oxigen (O), l'hidrogen (H) i el nitrogen (N), la base de la química orgànica. El fòsfor (P) i el sofre (S) també es podrien trobar en aquest grup.
- Altres elements són el sodi (Na), el magnesi (Mg), el potassi (K), el calci (Ca) o el clor (Cl).
- Els principals oligoelements (elements més escassos però també necessaris) són el manganès (Mn), el ferro (Fe), el cobalt (Co), el coure (Cu) o el zinc (Zn).

Molts elements són indispensables també en medicina per curar malalties com els càncers, o per a la fabricació de medicaments.

Tecnològicament parlant alguns elements també s'utilitzen en la fabricació de microxips o altres components electrònics. Molts aparells que utilitzem diàriament (telèfons mòbils, ordinadors, televisors...) porten dispositius fabricats amb elements que no es troben amb gaire abundància a la Terra, per aquest motiu, cal que es reciclin i se'n faci un ús mesurat. Per tal de mantenir les tecnologies de les que disposem i desenvolupar tecnologies més avançades, cal, doncs, pensar en un abastiment i desenvolupament sostenible amb el medi i respectuós amb els drets humans.

Imatge lliure de drets d’autor sota sota llicència Creative Commons - Piqsels

 Activitats En aquest apartat veiem molts noms d'elements... en les activitats veurem aplicacions concretes dels mateixos.

+ Info 1: Aquí hi ha vida . Naturalsom.Un bloc de ciències naturals de secundària. Miriam Redondo.