Glossari química
 

 
Autoria : Belen Garcia. Estudiant de 2on Batxillerat IES Icària

EL MÈTODE CIENTÍFIC

L'estudi dels fenòmens químics es realitza utilitzant procediments semblants als de la resta de ciències.

  • Observació i definició de l'objectiu de la investigació
  • Raonament i hipòtesi del treball. Consulta biogràfica, si cal
  • Planificació de l'experimentació
  • Realització de l'experimentació i obtenció de resultats
  • Anàlisi dels resultats obtinguts
  • Conclusions

Arquímedes ( Siracusa 287 aC- 212 aC ), matemàtic i físic, sembla que va emprar aquest principi per tal de trobar les proporcions d'or i argent que hi havia en la corona del rei Hieró.

Valorar la química

  • Els descobriments químics han estat determinats en la història de les civilitzacions: els metalls, les espècies, la pólvora, els antibiòtics, els plàstics i molts d'altres.
  • L'univers està format per química
  • La química està imprescindiblement present en gairebé totes les ciències: física, medicina, biologia, psiquiatria, farmàcia, arqueologia, geologia, paleontologia...
  • Tota la meravella i diversitat dels éssers vius es fonamenta en compostos i reaccions químiques que li donen formes i colors.
  • La química pot solucionar els problemes de contaminació dels nostre entorn.
  • La química ha permès l'avanç social que representa la fibra òptica, els plàstics, la fotografia, el televisor, la fotocopiadora i moltes altres coses.
  • Si no fos per la química, avui dia molts aliments no podrien ni ser consumits
  • La cosmètica, la cuina, els productes de neteja, tot és química
  • La química treballa per descobrir nous materials, nous medicaments, nous mètodes genètics per evitar malalties i noves molècules que facin possible una millor qualitat de vida.

Coses importants relacionats amb la química

  • Normes de seguretat
  • Utillatge i productes de laboratori
  • Etiquetatge de productes
  • La llibreta de laboratori

LA MATERIA

Estructura de la matèria: La matèria està formada àtoms. Els àtoms consten de:

  • l'escorça: Està constituïda per electrons
  • nucli: Està format pels protons i els neutrons. Els protons i els neutrons del nucli tenen una massa aproximadament igual i 1836 vegades superior a la dels electrons de l'escorça, que la tenen molt petita.

Els electrons i els protons presenten càrrega elèctrica igual però de signe contrari. Els electrons la tenen negativa i els protons, positiva. Els neutrons són neutres. Un àtom és elèctricament neutre i el nombre de protons es igual al d'electrons. Els electrons, protons i neutrons de diferents substàncies són exactament iguals. Al nombre de protons que té el nucli d'un àtom, l'anomenem nombre atòmic (Z) i és característic de cada element. La suma dels protons i neutrons s'anomena nombre màssic (A) i no és característic de cada element.

Les varietats d'àtoms d'un mateix element s'anomenen isòtops.

El nombre màssic pràcticament equival a la massa total de l'àtom, anomenada massa atòmica. La unitat u, és la dotzena part de l'isòtop de l'àtom de carboni -12. La massa atòmica es defineix com la mitjana aritmètica de les masses atòmiques del isòtops d'un element.

Quan dos o més àtoms s'ajunten per formar una unitat química de qualsevol substància s'anomena molècula. La massa d'una molècula és el que coneixem com a massa molecular

La massa d'un mol de substància expressada en grams és el que coneixem com a massa molar de la substància.

Estats de la matèria: La matèria es pot manifestar en diferents formes, anomenades estats:

Estat sòlid: Té les següents propietats:

  • Una forma pròpia
  • Un volum constant
  • Incomprensibilitat
  • Densitat, normalment, superior a la dels altres tres estats

Podem classificar els sòlid en:

  • Cristal·lins: presenten una estructura interna ordenada en la qual una forma regular geomètrica es repeteix al llarg del sòlid constituint les anomenades xarxes cristal·lines. Exemple: quars
  • Amorfs: presenten una estructura interna no ordenada. Exemple: vidre

Estat líquid: Té les següents propietats:

  • Volum constant
  • Poca variació amb la temperatura
  • Compresibilitat gairebé nul·la
  • Densitat, normalment, lleugerament menor que els sòlids
  • Capacitat d'adaptació a la forma geomètrica del recipient que els conté

Les partícules dels líquids colpegen les parets dels recipients on estan contingudes. Això i el seu propi pes fa que s'exerceixi una pressió damunt les parets del recipient que conté el líquid. Aquest fenomen s'anomena pressió hidrostàtica. A més d'aquestes propietats, els líquids en tenen d'altres força interessants com ara la pressió de vapor, la viscositat o la tensió superficial.

Pressió de vapor

Pressió: és la força exercida per unitat de superfície. La pressió és una magnitud que, en el SI, es mesura en una unitat anomenada Pascal (Pa). Un pascal és la pressió exercida per una força d'un Newton sobre una superfície d'un metre quadrat.

Evaporació: és el fenomen en que les molècules que es troben a la superfície d'un líquid tenen prou energia per vèncer les forces d'atracció exercides per la resta de les molècules del líquid i passar a l'estat gasós.

L'ebullició: Un líquid passa a gas, fenomen que anomenem vaporització. El fenomen s'anomena ebullició i la temperatura a la qual es produeix, temperatura d'ebullició. Diferències entre evaporació i ebullició entre totes dues: 

  • L'evaporació es dóna només a la superfície
  • L'ebullició, en tota la massa del líquid

Viscositat: Propietat característica dels fluids ( líquids i gasos ), i molt especialment dels líquids, es refereix a la dificultat o facilitat que tenen molts fluids de lliscar o escolar-se entre ells mateixos o damunt d'altres superfícies. Sovint, quan és alta, s'anomena incorrectament densitat.

Viscositat: és la resistència que ofereix un fluid al moviment relatiu de les seves partícules. La viscositat depèn de la temperatura. Generalment, en els líquids, la viscositat augmenta en baixar la seva temperatura. No succeeix en els gasos on la viscositat augmenta en pujar la temperatura perquè el seu origen és un altre.

La viscositat es mesura en Pascal . segon, una unitat molt gran, cosa que fa que normalment es treballi amb un submúltiple, mPa . s.

La tensió superficial: Les partícules del líquids que es troben a la superfície estan sotmeses a forces diverses. En aquestes superfícies existeixen forces d'atracció entre les seves partícules, i també entre aquestes partícules i les existents a l'interior del líquid. Entre les partícules interiors també hi ha forces d'atracció. La capil·laritat és un mètode per mesurar la tensió superficial. La magnitud de la tensió superficial es mesura en les unitats de N . s / m².

Estat gasós: Una substància en estat gasós te les següents característiques:

  • Adaptació a la forma del recipient que els conté i n'ocupen tot el seu volum. No tenen un volum que els sigui propis.
  • Variació important del volum amb la temperatura
  • Compresibilitat elevada
  • Densitat molt baixa

Les partícules dels gasos es mouen contínuament en totes les direccions a gran velocitat xocant les unes amb les altres i amb les parets del recipient que les conté, de manera que exerceixen sobre les parets una pressió anomenada pressió gasosa. El valor d'aquesta pressió dependrà de:

  • La quantitat de matèria del gas
  • La temperatura. La rapidesa amb què es mouen depèn de la temperatura, ja que en augmentar aquesta, s'augmenta l'energia de les partícules.
  • El volum

Pressió, quantitat de matèria, temperatura i volum són magnituds que es coneixen com a variables del gas. Un gas en el qual les seves partícules no tenen volum i no s'atrauen entre si, l'anomenem gas ideal o perfecte.

Les principals lleis que regeixen els gasos són:

  • Llei de Boyle-Mariotte: Si la temperatura d'un gas es manté constant, la pressió exercida pel gas varia inversament amb el volum.
  • Llei de Charles-Gay-Lussac: A pressió constant, el volum d'una massa determinada de qualsevol gas és directament proporcional a la temperatura absoluta.
  • Llei d'Avogadro: Volums iguals de gasos diferents, en les mateixes condicions de pressió i temperatura, contindran el mateix nombre de partícules ( molècules o àtoms ), n.
  • L'equació d'estat dels gasos ideals: Si combinem les lleis d'Avogadro, de Boyle-Mariotte i de Charles-Gay-Lussac de manera adient, obtenim una quarta equació més general que comprèn les tres anteriors: pV = nRT, on R s'anomena constant dels gasos perfectes o ideals.
  • Llei de Dalton: La pressió exercida per un gas d'una mescla és equivalent a la pressió que exerciria aquest gas si ocupés ell sol tot el volum, i es directament proporcional al nombre de mols. Aquesta pressió l'anomenem pressió parcial. La pressió total és la suma de les pressions parcials del components individuals de la mescla gasosa. Això és el que coneixem com llei de Dalton de les pressions parcials.

Canvis d'estat: Una mateixa matèria la podem tenir en estat:

  • Sòlid - líquid: Si tenim un sòlid i l'escalfem passarà a l'estat líquid. aleshores direm que el sòlid s'ha fos. El fenomen s'anomena fusió. D'altra banda, si tenim un líquid i el refredem passarà a l'estat sòlid, el líquid s'ha solidificat. Aquest fenomen s'anomena solidificació.
  • Líquid - gas: El pas de l'estat líquid a l'estat gasós s'anomena vaporització, fenomen que rep diferents noms si es dóna a la superfície, evaporació, o a tota la massa del líquid, ebullició. Al fenomen invers, pas de l'estat gasós al líquid, l'anomenem condensació.
  • Sòlid - gas: El pas directe de sòlid a gas sense passar per l'estat líquid s'anomena sublimació. I el procés invers, el pas de gas a sòlid, cristal·lització o també sublimació.

Classificació de la matèria: En funció de la composició:

  • La matèria homogènia és aquella els constituents de la qual no distingim ni a ull ni amb el microscopi convencional. Presenta un distribució uniforme de les seves partícules i qualsevol dels seus punts té la mateixa composició i propietats (Ex. l'aigua del mar). La matèria homogènia que presenta dos o més components l'anomenem mescla homogènia

    Les substàncies pures tenen un sol component (Ex. terròs de sucre i un lingot d'or). Dins de les substàncies pures hi ha les que tenen un sol tipus d'àtoms, com el lingot d'or, que anomenem substàncies pures simples o elements, i les formades per més d'un tipus d'àtom, com és el cas del sucre, que anomenem compostos.
  • La matèria heterogènia és aquella els constituents de la qual distingim a ull nu o amb un microscopi poc potent. La distribució no és uniforme, per tant, la composició en tots els seus punts no serà la mateixa. També podem dir que matèria heterogènia és aquella que presenta dos o més tipus de matèries homogènies. Anomenem fase a cadascuna de les parts homogènies i al conjunt, mescla heterogènia.

D'aquesta manera es pot classificar:

  • Homogènia
    • Substàncies pures
      • Elements (simples). Ex: or
      • Compostos (combinacions). Ex: sacarosa del sucre
    • Mescles homogènies. Ex: solució d'aigua i sal
  • Heterogènia

Substàncies pures: És aquella matèria formada per una sola fase, de combinació uniforme i invariable. Algunes de les propietats característiques de les substàncies pures són la densitat, la solubilitat, la conductivitat, el punt d'ebullició i fusió, etc. 

Elements: Les substàncies pures amb un sol tipus d'àtoms, no es poden descompondre en altres substàncies més senzilles mitjançant procediments químics. Són els constituents bàsics de la matèria (Ex. carboni, ferro, alumini, etc.).

Actualment es coneixen 109 elements dels quals 83 es troben de forma natural a la Terra. A temperatura ambient poden ser sòlids, líquids o gasos.

L'ordenació dels elements químics segons el nombre atòmic, disposats de manera que estiguin agrupats els que posseeixen propietats químiques anàlogues s'anomena taula periòdica. Veure la taula.

Si mirem la taula, veiem que hi ha files horitzontals que s'anomenen sèries o períodes, i columnes que s'anomenen grups o famílies.

La representació simbòlica d'un grup d'àtoms que formen una molècula s'anomena fórmula.

Els elements, en funció de nombre d'àtoms que formin la molècula, els podem classificar en:

  • Monoatòmics: presenten un únic àtom, és a dir, la fórmula coincideix amb el símbol que els representa. Exemple: He, Ne, Ar, Kr, Xe i el Rn, els anomenem gasos nobles. 
  • Diatòmics: la molècula està formada per dos àtoms. És el cas de la majoria dels elements situats a la dreta de la taula com ara el clor, el fluor, el brom, l'oxigen...
  • Poliatòmics: les molècules estan formades per més de dos àtoms.

Quan un àtom de qualsevol element perd o guanya electrons, passa a ser una espècie carregada anomenada . Quan un ió és negatiu, és a dir, ha guanyat electrons s'anomena anió, en canvi, si l'ió és positiu, a causa d'una pèrdua d'electrons, s'anomena catió.

A la càrrega elèctrica formal que adquireix un àtom d'un element per aconseguir l'estabilitat, l'anomenem nombre d'oxidació o estat d'oxidació.

  • Els elements més estables de la taula periòdica són els gasos nobles, grup 18, ja que presenten nombre d'oxidació 0.
  • Els elements del grup 1 o metalls alcalins tenen un nombre d'oxidació +I perquè perden un electró per aconseguir ser estables com els gasos nobles. En perdre l'electró, esdevindran ions positius.
  • Els elements dels grup 2 o metalls alcalinoterris tenen nombre d'oxidació +II ja que perden dos electrons per tenir l'estabilitat dels gasos nobles.
  • Els elements del grup 16 o calcògens amb nombre d'oxidació -II guanyen dos electrons per ser estables, és a dir, es convertiran en ions negatius.
  • Els elements del grup 17 o halògens tenen nombre d'oxidació -I perquè agafen 1 electró per ser estables. En guanyar l'electró, esdevindran ions negatius.

Compostos

Els compostos són substàncies pures formades per dos o més elements combinats en una proporció definida i invariable. Tots els compostos es poden descompondre en substàncies més senzilles, bé en els elements que els constitueixen, bé en altres compostos més simples, mitjançant procediments químics o electrolítics.

Les diferències fonamentals entre element i compost són les següents:

Element

  • Àtoms del mateix tipus
  • No poden descompondre's en substàncies més simples

Compost

  • Àtoms de tipus diferents
  • Poden descompondre's en substàncies més simples per mètodes químics o electrolítics.

Mescles: Les mescles són combinacions de diverses substàncies pures. La proporció en què es troben les diferents substàncies pot ser molt diversa, però cadascuna d'elles conserva la seva composició i propietats.

Les diferències fonamentals entre mescla i compost són les següents:

Compost

  • Composició dels elements definida i invariable
  • No es conserven les propietats de les substàncies d'origen
  • Separació dels seus components per mètodes químics

Mescla

  • Composició de les substàncies pures i variable
  • Es conserven les propietats de les substàncies d'origen
  • Separació dels seus components per mètodes físics

Separació dels components de mescles heterogènies:

  • La filtració: Es basa en la diferent mida de les partícules, permet separar mescles heterogènies ( sòlid - líquid ) mitjançant filtres. El líquid passa per un filtre on és retingut el sòlid. La filtració, tant en el laboratori com industrialment, es pot accelerar amb el buit i també amb pressió. Si filtrem a pressió atmosfèrica utilitzem embut i paper de filtre. Si ho fem al buit, emprarem un embut especial anomenat Buchner i un erlenmeyer de tubuladora lateral, anomenat kitasatos. per on es fa el buit.
  • La decantació: És basa en la diferència de densitats, que s'utilitza quan la distinció dels components a separar és molt evident. La separació pot ser de dos líquids immiscibles o també de sòlids en líquids. Si separem dos líquids, utilitzarem l'embut de decantació.
  • La sedimentació: També es basa en la diferència de densitats dels components de la mescla, que permet la separació de sòlids grossers d'una mescla heterogènia ( sòlid - líquid ) mitjançant la seva precipitació.
  • La centrifugació: Operació lligada a la decantació, està destinada a la separació de components de mescles heterogènies i també, d'homogènies. S'aplica una gran velocitat de rotació en la mescla a separar. Aquesta fa que les partícules més denses s'allunyin de l'eix de rotació.

Separació dels components de mescles homogènies:

  • L'evaporació: L'evaporació consisteix en l'eliminació total o parcial dels components volàtils no desitjats d'una mescla líquida mitjançant l'escalfament a una temperatura inferior al punt d'ebullició.
  • La destil·lació: Si tenim dos líquids solubles entre si, és a dir, miscibles, formant una mescla homogènia, i amb punts d'ebullició bastant diferents, els podem separar mitjançant una vaporització i una posterior condensació. És a dir, per destil·lació. Hi ha dos tipus de destil·lació:
  • Destil·lació simple: S'utilitza per separar:
    • Un líquid de la mescla quan la resta són volàtils
    • Diferents líquids que tenen punts d'ebullició molt separats, la diferència ha de ser com a mínim de 10 graus C.
  • Destil·lació fraccionada: S'utilitza per separar:
    • Diferents líquids que tenen punts d'ebullició propers
  • L'extracció líquid - líquid: És una operació química que permet separar dos components líquids d'una mescla homogènia mitjançant l'addició d'un tercer component. Perquè succeeixi això, s'ha de donar dues condicions:
  • Que el tercer component sigui soluble en un dels primers o en els dos, però en grau diferent.
  • Que es formin dus fases immiscibles
  • L'extracció sòlid - líquid: Permet separar d'una mescla en la qual un dels seus components és un sòlid, la resta de components, mitjançant l'addició d'un dissolvent adient.
  • La cristal·lització: La cristal·lització és una operació que permet extreure un sòlid o solut que està dissolt en un líquid o dissolvent.

Cromatografia: És un mètode de separació basat en què els components es distribueixen en dues fases, un medi o suport, que anomenem fase estacionària, i un altre dissolvent que anomenem fase mòbil, que passa a través de la fase estacionària.

Dispersions col·loidals i dissolucions

Dispersions col·loïdals

Suposem que tenim una certa quantitat de pólvores finíssimes, per exemple de carbonat de calci, i les dipositem en aigua amb una agitació forta: veurem com, inicialment, les pólvores resten formant una mescla heterogènia amb l'aigua i, al cap d'una estona, aquesta pols desapareix de l'aigua i es diposita al fons. Aquest procés pot durar més o menys, i un dels factors que influeixen en la durada és la mida de les partícules: com més grans són, més fàcilment i ràpidament es dipositen. Parlem, doncs, de suspensió i no pas de solució.

Si dissolem clorur de sodi en aigua, les partícules de sodi i clor romanen en solució perfecta en la dissolució sense precipitar-se. Es tracta, en aquest cas, d'una solució autèntica.

Entre aquests dos casos hi ha una situació intermèdia que correspon a partícules de mida mitjana, ni molt gran com les de carbonat càlcic, ni molt petites com els ions sodi i clorur. Aquestes mescles en què les partícules són de mida mitjana s'anomenen col·loides o dispersions col·loïdals.

En una dispersió col·loïdal, el solut no és realment soluble, si bé les partícules són prou petites com perquè puguin travessar qualsevol filtre normal i no sedimentin o bé ho facin molt lentament. Atès que no hi ha autèntica dissolució en una dispersió col·loïdal, parlarem de:

  • Fase dispersa, en comptes de solut
  • Medi de dispersió, en comptes de dissolvent

La fase dispersa consta de moltes molècules juntes, que s'anomenen micel·les.

Les dispersions col·loïdals sovint semblen autèntiques dissolucions, però no ho són realment. Una manera fàcil de distingir una dispersió col·loïdal d'una dissolució autèntica és mitjançant l'efecte Tyndall: si fem passar un feix de llum a través d'una solució autèntica, no es veu la llum quan la travessa; en canvi, en un col·loide, la llum resta difosa al seu si.

En una dispersió col·loïdal, les partícules de la fase dispersa són constantment colpejades per les molècules del medi de dispersió. Això fa que si aquelles partícules són prou petites, no sedimentin en adquirir un moviment de xoc continu que s'anomena moviment brownià.

Tipus de col·loïdes

Es poden distingir diversos tipus:

  • Quan el medi de dispersió és un gas i la fase dispersa és un sòlid o un líquid, parlarem d'aerosols.
  • Quan el medi de dispersió és un sòlid i la fase dispersa un líquid, parlarem de sol o de gel. El sol té una aparença de líquid viscós, metre que el gel té una consistència relativament sòlida perquè les seves partícules són com fibres allargades i entrecreuades, que formen una malla tridimensional, amb buits interiors que contenen el líquid.
  • Quan tant el medi de dispersió com la fase dispersa són tots dos líquids immiscibles, parlarem d'emulsions.

Dissolucions o solucions: Són mescles homogènies de dues o més substàncies, però en aquest text, generalment ens referim a mescla homogènia de dos components.  Dissolució = solut + dissolvent

  • Solut: substància que es dissol.
  • Dissolvent: substància que dissol, que engloba el solut. 

En la majoria de les dissolucions el dissolvent és l'aigua. És difícil de trobar exemples quotidians amb un dissolvent que no sigui aquest, ja que gairebé tota la natura tal com l'entenem té l'aigua com a dissolvent.

En termes qualitatius, podem dir que una dissolució és:

  • Diluïda, si conté poca proporció de solut
  • Concentrada, si conté molta proporció de solut
  • Saturada, si el dissolvent no admet més quantitat de solut a una determinada temperatura
  • No saturada, si encara admet més quantitat de solut dissolt
  • Sobresaturada, si conté més solut dissolt del corresponent a la saturació; és molt inestable.

La quantitat de solut dissolta, en un volum determinat de dissolvent, en una dissolució saturada és el que anomenem solubilitat.

Tipus de dissolucions:

  • Dissolucions en estat gasós:
    • Gasos en gasos: Exemple: aire, mescla de nitrogen, oxigen i altres gasos en menor proporció
    • Líquids en gasos: Tots els exemples d'aquest tipus s'han de considerar col·loides. Exemple: boira, aigua en aire. 
    • Sòlids en gasos: Es considera que els casos d'aquest apartat també s'han de considerar dispersions col·loïdals. Exemple: partícules radioactives en l'aire després d'una explosió nuclear. Posteriorment provoquen una pluja radioactiva.
  • Dissolucions en estat líquid: 
    • Gasos en líquids: Exemple: oxigen en aigua, els peixos respiren gràcies a aquesta propietat. 
    • Líquids en líquids: Exemple: alcohol en aigua, és la base de totes les begudes alcohòliques 
    • Sòlids en líquids: Exemple: sal de cuina o sucre en aigua
  • Dissolucions en estat sòlid: 
    • Gasos en sòlids: Exemple: hidrogen en pal·ladi 
    • Líquids en sòlids: Exemple: Hg - Au, si se'ns trenca un termòmetre i el mercuri ens cau sobre alguna joia d'or, es formarà una dissolució i la joia quedarà malmesa. 
    • Sòlids en sòlids: Exemple: Cu - Ni o Au - Ag, acer inoxidable, bronze, llautó...S'anomenen aliatges homogenis.

La composició de les dissolucions és una mesura de:

  • La quantitat de solut comparada amb quantitat de dissolució
  • La quantitat de solut comparada amb quantitat de dissolvent

Percentatge en massa (%): Grams de solut en 100 g de dissolució
  
Percentatge en volum (% VOL):
Mil·lilitres de solt per cada 100 ml de dissolució
  
Molaritat. Concentració (M):
Mols de solut per cada litre de dissolució
  
Molalitat (m)
: Mols de solut per quilogram de dissolvent
  
Fracció molar (X)
: Mols de solut per mols totals en la dissolució

Altre maneres d'expressar la composició de les dissolucions:

  • Grams per litre de dissolució
  • ppm ( parts per milió ):Significa el grams de solut per milió de grams de dissolució o bé per tona de dissolució.

Preparació de solucions a partir d'altres solucions: És molt important saber preparar dissolucions a partir d'altres ja preparades i comprovades. Les normes generals són:

  • La dissolució que s'ha de preparar ha de ser menys concentrada que la inicial, que anomenem dissolució mare. Si no és així, el més possible és que hi hagi un error o un malentès.
  • Els càlculs, els farem sempre per factors de conversió i els iniciarem amb les dades referents a la dissolució que volem preparar.

Dispersions col·loïdals i dissolucions a la vida quotidiana:

  • a la cuina
    • El brou ( aigua, sal i altres components ).
    • Substàncies aromatitzants i greixos en l'oli
    • Sucre i / o cacau en la llet
    • Aigua en sal com a pas previ per preparar pastes o verdures
    • Fruites en almívar
    • Preparació de infusions: te, camamilla, til·la, cafè...
  • en les begudes
    • Sucs de fuita
    • Begudes amb gas ( dissolució de diòxid de carboni )
    • Begudes amb additius ( cola, taronja, llimona... ).
    • Còctels de diferents tipus
    • Vins i begudes alcohòliques
  • en el bany
    • Sals de bany en l'aigua de la banyera
    • Sabons i gels en l'aigua del bany
    • Substàncies que donen un cert color i olor a l'aigua
  • en els productes de neteja
    • Salfumant, dissolució d'àcid clorhídric que s'utilitza per netejar
    • Dissolucions d'amoníac per a neteja de rajoles
    • Lleixiu, dissolució d'hipoclorit desinfectant i blanquejant
    • Sabons i detergents per a la roba
  • en medicina i farmàcia
    • Alcohol, aigua oxigenada, iode...
    • Sèrums, plasmes...
    • Xarops, injeccions...
    • Locions per al cabell, per a la pell...
  • en cosmètica i perfumeria
    • Colònies
    • Locions facials i corporals
    • Essències i perfums, que s'extreuen amb dissolucions
    • Cremes protectores
    • Cremes hidratants
  • en l'automoció
    • Gasolina, gas-oil...
    • Anticongelants ( dissolucions de soluts d'alta massa molecular )
    • Olis de cotxe...
  • en les pintures i restauració
    • Àcids per a restauració ( clorhídric, sulfúric, nítric... )
    • Pintures en aigua per a l'aplicació en parets
    • Esmalts en aiguarràs
    • Aquarel·les en aigua
    • Pigments en oli ( pintures a l'oli )
  • Aliatges de metalls
    • En joieria són importantíssimes; l'or de 18 quirats té 18 parts d'or, de 24, i conserva totes les característiques d'aquest metall preciós.
    • Aliatges com el llautó de molta importància en electrotècnia
    • Aliatges amb efecte memòria d'aplicació comercial: Aliatges amb base de Cu, aliatges basats en Ni - Ti i un tercer tipus, d'acers inoxidables.
    • Aliatges per soldadures de ferro, coure...
  • en el medi ambient
    • Substàncies per eliminar la contaminació de les aigües
    • La pluja àcida és una dissolució d'àcids amb l'aigua de pluja
    • L'oxigen en l'aigua dels rius, mars i peixeres per a la supervivència dels peixos.

FORMULACIÓ I NOMENCLATURA INORGÀNICA I ORGÀNICA

Formulació i nomenclatura d'elements :Per anomenar els diferents elements, tan monoatòmics com diatòmics, s'utilitza una forma prefixada dels numerals grecs, que indica el nombre d'àtoms de l'element presents en la molècula.

Prefix:

  • 1 mono
  • 2 di
  • 3 tri
  • 4 tetra
  • 5 penta
  • 6 hexa
  • 7 hepta
  • 8 octa
  • 9 nona
  • 10 deca

Consideracions generals sobre formulació i nomenclatura de compostos inorgànics:

  • Els compostos són neutres: Els elements perden i guanyen electrons o bé els comparteixen, generalment, per ser estables. Per formar compostos neutres podem creuar els nombres d'oxidació de cada element, de manera que aquests passin a col·locar-se com a subíndex de l'altre element (el subíndex 1 s'omet). Els subíndexs resultants se simplifiquen per obtenir els nombres enters menors possibles. De vegades, però, l'estructura del compost correspon realment a la representada en la fórmula sense simplificar, i per tan així s'ha d'utilitzar.
  • En les fórmules dels compostos hem de situar l'element amb nombre d'oxidació positiu en primer lloc (a l'esquerra de la fórmula). Per anomenar un compost se cita primer l'últim element de la fórmula, és a dir, es llegeix de dreta a esquerra. Si el compost conté més d'un element amb nombre d'oxidació positiu aquests han d'estar col·locats per ordre alfabètic.
  • Formes d'anomenar els compostos
    • Sistemàtica: S'indica mitjançant els prefixos mono-, di-, tri-, tetra-, etc., la quantitat relativa dels diferents elements que componen un compost.
    • Stock: S'anomena l'element de la dreta de la fórmula amb el sufix que correspongui i després el de l'esquerra indicant el nombre d'oxidació entre parèntesis amb números romans. En el cas dels elements que només tenen un nombre d'oxidació, per exemple els alcalins i alcalinoterris, no cal indicar l'estat d'oxidació entre parèntesis.

Combinacions binàries de l'hidrogen:

Hidrurs: En aquests compostos l'hidrogen actua amb nombre d'oxidació-I

Nomenclatura: 

  • Sistemàtica: núm. d'àtoms d'hidrogen + hidrur de - nom del metall
  • Stock: hidrur de - nom del metall ( núm. de oxidació )

El nombre d'àtoms d'hidrogen ve indicat pels prefixos mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, etc.

Hidràcis i sals: 

  • Hidràcids: Són les combinacions de l'hidrogen amb els elements dels grups 16 i 17, com per exemple, F, Cl, Br, I, S, Se i Te. S'anomenen hidràcids, perquè aquests compostos, en dissoldre's en aigua, donen unes solucions àcides, i, per tant, quan tractem de dissolucions aquoses, parlarem d'àcids. L'hidrogen actua amb el nombre d'oxidació +I. Nomenclatura:
    • Sistemàtica: nom del no metall + ur d'hidrogen
    • Medi aquós: àcid nom del no metall + hídric
  • Sals: Les sals dels hidràcids són aquelles on s'ha substituït l'hidrogen de l'hidràcid. Per escriure la fórmula, el metall amb nombre d'oxidació positiu, l'escrivim a l'esquerra de la fórmula. Nomenclatura:
    • Sistemàtica: prefix numeral nom no metall + ur de -prefix numeral nom metall.
    • Stock: nom no metall + ur de - nom del metall ( núm. d'oxidació ).

Combinacions binàries no metall amb no metall:

Nomenclatura: S'anomenen afegint la terminació - ur a l'element situat a la dreta de la fórmula.

Combinacions binàries de l'oxigen:

Òxids: El nombre d'oxidació de l'oxigen en els òxids és de -II, per tant, el situarem a la dreta de la fórmula. 

Nomenclatura:

  • Sistemàtica: prefix numeral òxid de - prefix numeral nom de l'element
  • Stock: òxid de - nom de l'element ( núm. d'oxidació )

Antigament s'anomenava anhídrics els òxids dels no metalls.

Compostos pseudobinaris: Són compostos que no són binaris, ja que estan formats per més de dos elements, però es comporten com si ho fossin.

Hidròxids: Formats per la combinació del ió hidròxid amb elements de l'esquerra de la taula periòdica.

Nomenclatura:

  • Sistemàtica: prefix numeral hidròxid de - nom del metall
  • Stock: hidròxid de - nom del metall ( núm. d'oxidació ) 

Peròxids: Està format per l'anió peròxid. Els peròxids són combinacions de metalls amb aquest anió.

Nomenclatura:

  • Peròxid de - nom de l'element ( núm. d'oxidació )

Altres compostos pseudobinaris: Cianurs, Hiperòxids, Ozònics, Amidur, Imidur, Azidur, Disulfur

Oxoàcids i oxosals: Els oxoàcids són compostos amb propietats àcides, contenen àtoms d'hidrogen, d'oxigen i normalment la X és un no metall, en algunes ocasions pot ser un metall de transició que es troba en un estat d'oxidació elevat.

El nombre d'àtoms d'hidrogen s'ajusta tenint en compte:

  • El nombre d'oxidació de l'oxigen és de -II, i l'escriurem a la dreta de la fórmula
  • El nombre d'oxidació de l'element x es pot deduir a partir del nombre del grup de la taula periòdica. L'escriurem enmig de la fórmula.
  • El nombre d'oxidació de l'hidrogen és de + I, i l'escriurem a l'esquerra de la fórmula.
  • La suma de tots els subíndexs multiplicats pels estats d'oxidació ha de ser nul·la perquè el compost sigui neutre.

Les oxosals són aquelles en què s'han substituït, totalment o parcialment, els hidrògens de l'oxoàcid per un metall.

Es poden classificar per períodes de la taula periòdica.

Oxoàcids i oxosals del 2n període: Els elements no metàl·lics que trobem en el segon període són: B, C, N, O, F

Oxoàcids:

Nomenclatura tradicional:

  • Quan l'element X, per exemple el nitrogen, N, presenta dos estats d'oxidació:
    • S'utilitza la terminació - os per assenyalar aquell compost en el qual l'element té un nombre d'oxidació menor.
    • S'utilitza la terminació - ic per assenyalar aquell compost en el qual l'element té un estat d'oxidació superior.
  • Quan l'element X, per exemple, el bor, B, pot formar diferents oxoàcids amb el mateix nombre d'oxidació:
    • S'utilitzen els prefixos orto - per indicar el compost amb major nombre d'àtoms d'oxigen.
    • S'utilitzen els prefixos meta - per indicar el compost amb menor nombre d'àtoms d'oxigen.

Oxosals:

Nomenclatura: Les sals a què donen lloc els àcids es formulen com els compostos binaris, per la qual cosa hem de tenir en compte el nom de l'anió que s'origina quan l'àcid perd els seus hidrògens.

Per anomenar els anions, els sufixos dels corresponents oxoàcids es transformen de la manera següent:

Oxoàcid                          Anió de l'oxoàcid

- ic                                          - at

- ós                                         - it

Oxoàcids i oxosals del 3r període: Els no metalls del tercer període de la taula són: Si, P, S, Cl

Oxoàcids:

Nomenclatura: El clor, element del 3r període, pot presentar 4 estats d'oxidació i per tant, pot formar quatre compostos diferents amb l'oxigen que els anomenarem de la manera següent:

  • 4 àtoms d'oxigen      àc. perclòric
  • 3 àtoms d'oxigen      àc. clòric
  • 2 àtoms d'oxigen      àc. clorós
  • 1 àtoms d'oxigen      àc. hipoclorós

Oxosals:

Quan es forma l'anió els prefixos i sufixos es transformaran segons:

Oxoàcid                                    Oxosal

per   ...ic                                  per    ...at 

        ...ic                                           ...at

        ...ós                                          ...it 

hipo  ...ós                                 hipo   ...it

Altres oxoàcids i oxosals:

Diàcids i sals: Són compostos que s'obtenen multiplicant per 2 els oxoàcids i restant una molècula d'aigua. Segons la nomenclatura tradicional, se cita el nom tradicional de l'àcid, precedit pel prefix di-. Per anomenar-los i formular les sals, se segueixen les mateixes normes que abans amb els oxoàcids i les oxosals més corrents.

Peroxàcids i sals: Són compostos la fórmula dels quals s'obté substituïnt un anió òxid d'un oxoàcid per un peròxid.

Per anomenar-los, diem el nom tradicional de l'àcid precedit pel prefix peroxo-.

Tioàcids i sals: S'obtenen en substituir anions òxid per anions sulfur. Per anomenar-los, es posa el prefix tio- al nom tradicional de l'oxoàcid.

Hidrogensals (sals àcides)

Nomenclatura: Es posa el prefix hidrogen- davant del nom de l'anió

Complexos: Tenen un àtom central, generalment un metall, unit a un conjunt d'altres àtoms o grups d'àtoms.

Nomenclatura:

  • Àcida: àcid prefix numeral oxo- nom del no metall + ic ( núm. d'oxidació )
  • D'hidrogen: prefix numeral oxo- nom del no metall...at ( núm. d'oxidació ) d'hidrogen.

FORMULACIÓ I NOMENCLATURA ORGÀNICA

Estan formats per àtoms de carboni i àtoms d'hidrogen com a elements bàsics, en ocasions presenten altres elements com ara oxigen i nitrogen, i menys usualment, fòsfor, sofre, alguns halògens...

Els compostos de carboni, els podem dividir en dos grans grups:

  • Hidrocarburs: Compostos orgànics formats per àtoms de carboni i àtoms d'hidrogen )
    • Depenent del tipus d'unió del carboni
      • Alcans o parafines ( unió senzilla )
      • Alquens o olefines ( amb alguna unió doble )
      • Alquins ( amb alguna triple unió )
    • Depenent del tipus de cadena
      • Acíclics ( cadena oberta )
      • Cíclics ( cadena tancada )
  • Grups funcionals
    • Àc. carboxílics
    • Èsters
    • Amides
    • Aldehids
    • Cetones
    • Alcohols
    • Amines
    • Èters

El nom de tots els compostos orgànics dependrà del nombre d'àtoms de carboni que presenti la molècula, així l'arrel del nom principal ve donada per la relació següent:

Núm. d'àtoms de carboni                     Nom arrel

          1                                                     met

          2                                                     et

          3                                                     prop

          4                                                     but

          5                                                     pent

          6                                                     hex

          7                                                     hept

          8                                                     oct

          9                                                     non

          10                                                   dec

          11                                                   undec

          20                                                   eicos

          30                                                triacont

Hidrocarburs acíclics:

Alcans o parafines: Són compostos formats per àtoms d'hidrogen i àtoms de carboni amb unió senzilla.

Nomeclatura: Nom arrel + sufix - à. Taula dels 10 primers alcans

Núm. d'àtoms de carboni               Nom de l'alcà

               1                                              metà

               2                                              età

               3                                              propà

               4                                              butà

               5                                              pentà

               6                                              hexà

               7                                              heptà

               8                                              octà

               9                                              nonà

               10                                            decà

Els alcans són hidrocarburs saturats amb enllaç sezill.

Radicals alcans: Són els hidrocarburs que han perdut un àtom d'hidrogen d'un dels àtoms de carboni, quedant una unió lliure per on combinar-se.

Nomenclatura: Nom arrel + sufix - il.  Els radicals d'alcans s'anomenen alquils.

Alcans de cadena ramificada: Són hidrocarburs no lineals. En la seva cadena estan units altres radicals hidrocarburs més petits.

Per anomenar-los la nomenclatura IUPAC considera tots els compostos com a derivats de la cadena d'àtoms de carboni més llarga, seguint les següents normes:

  • Escollim com a cadena principal la que contingui més àtoms de carboni, numerant-la a partir de l'extrem que tingui més proper un radical.
  • Els radicals, els anomenarem per ordre alfabètic indicant la posició mitjançant un número ( localitzador ) separat per un guió del nom del radical.
  • Si un radical es repeteix, utilitzarem els prefixos di-, tri-, tetra-, penta-..., i els localitzadors s'escriuran separats per una coma.
  • Si tenim 2 o més radicals, numerarem la cadena de manera que el número assignat als localitzadors sigui el més baix possible.
  • Quan dos radicals ocupen el mateix lloc, el localitzador més baix correspon al radical que anomenarem primer segons l'ordre alfabètic.
  • En el cas de diverses cadenes amb igual nombre d'àtoms de carboni, s'escull com a cadena principal la que tingui més cadenes laterals.

Radicals ramificats amb noms especials

Encara que la IUPAC no recomana usar els noms corrents, aquests s'utilitzen molt sovint. Exemple: isopropil ( 1- metiletil ), isobutil ( 2- metilpropil ), sec-butil ( 1- metilpropil ), terc-butil ( 1,1- dimetiletil )...

Alquens o olefines: Són els hidrocarburs que tenen com a mínim una unió doble entre dos àtoms de carboni.

Nomenclatura: ( Localitzador ) - nom arrel + sufix - è. En els alquens és necessari precisar la posició de la doble unió, mitjançant un localitzador ( número ) que serà el més baix possible.

Quan trobem més d'una doble unió, utilitzarem el prefix di-, tri-, tera-... per indicar-ho. Els alquens són hidrocarburs insaturats a causa de la presència de la doble unió.

Radicals alquens: Els radicals alquens són els hidrocarburs que han perdut un àtom d'hidrogen de l'àtom de carboni terminal, i els ha quedat una unió lliure per on combinar-se.

Nomenclatura: Localitzador - nom arrel + sufix - enil

Alquins: Són hidrocarburs que tenen com a mínim una unió triple entre dos àtoms de carboni.

Nomenclatura: ( Localitzador ) - nom arrel + sufix - í. Cal precisar la posició de la triple unió. Quan hi ha més d'una triple unió, s'indica mitjançant els prefixos di-, tri-, tetra-...

Els alquins, com els alquens, són hidrocarburs insaturats.

Hidrocarburs ramificats amb dobles i triples unions

Són hidrocarburs on hi ha dobles i triples unions entre àtoms de carboni.

S'anomenen citant primer la doble unió, però per raons lingüístiques el sufix - è es transforma -en, i després la triple unió amb la seva corresponent nomenclatura.

Per anomenar-los, cal tenir en compte que:

  • Escollim la cadena principal seguint l'ordre de preferència següent:
    • El màxim nombre de dobles i triples unions
    • El nombre més gran d'àtoms de carboni
    • El major nombre de dobles unions
  • Numerem la cadena de manera que els localitzadors més baixos corresponguin a les dobles i triples unions, i en cas d'igualtat se segueix el següent ordre de preferència:
    • Unió doble
    • Unió triple
    • Grups substituts ( radicals )

Derivats halogenats dels hidrocarburs: Són compostos orgànics on s'ha substituït com a mínim un àtom d'hidrocarbur per un d'halogen: F, Cl, Br, I.

Nomenclatura: ( Localitzador ) - nom halogen + nom hidrocarbur

Hidrocarburs cíclics: Els hidrocarburs cíclics són els que tenen la cadena d'àtoms de carboni tancada, és a dir, en forma d'anell tancat.

Cicloalcans: Són hidrocarburs cíclics amb unions simples entre els seus àtoms de carboni.

Nomenclatura: Ciclo + nom de l'alcà lineal

El cicle més petit que podem construir serà amb tres àtoms de carboni: ciclopropà.

Molt sovint se solen representar els hidrocarburs cíclics en forma de polígon regular suposant que a cada vèrtex li correspon un àtom de carboni i els àtoms d'hidrogen que li pertoquin fins a aconseguir les 4 unions.

Cicloalquens i cicloalquins: Són hidrocarburs cíclics amb una o més dobles o triples unions entre els seus àtoms de carboni.

Nomenclatura: Ciclo + nom alquè ( o nom alquí )

En els cicloalquens comencem a numerar pels àtoms de carbonis que presenten la doble o triple unió ( aquests tenen els localitzadors 1 i 2 ) i continuem la numeració de manera que els substituents tinguin el localitzador més baix.

El benzè és un dels compostos orgànics més importants; és l'hidrocarbur principal d'una família sencera de compostos orgànics que s'anomenen hidrocarburs aromàtics.

Nomenclatura dels compostos del benzè: s'anomenen els substituents per ordre alfabètic i les posicions amb localitzador ( no és necessari en el cas d'un sol substituent ).

Quan en un compost el benzè està com a substituent ( és a dir, com a radical ), no s'anomena benzil, sinó que rep el nom de fenil.

Quan hi ha dos substituents, en comptes d'utilitzar localitzadors es poden fer servir els prefixos grecs orto-, meta-, para-, que indiquen les posicions.

Heterocíclics: Són aquells compostos cíclics que en la seva cadena intervenen un o més àtoms d'elements diferents del carboni ( heteroàtoms ). Els heteroàtoms que es presenten amb més freqüència són: O, S, N...

Grups funcionals: Els grups funcionals són compostos formats per àtoms de carboni, hidrogen, oxigen i / o nitrogen.

Àcids carboxílics i sals: Són compostos on trobarem la funció carboxil (- COOH)

Nomenclatura: Àcid - nom hidrocarbur acabat en n + sufix - oic

Sals dels àcids: Seran aquelles on s'ha substituït l'àtom d'hidrogen del grup carboxil per un metall.

Nomenclatura: Nom de l'anió de metall

Èsters: Són derivats dels àcids carboxílics

Nomenclatura: S'anomenen com a sals dels àcids carboxílics sufix - oat de nom grup alquil.

Amides: Són compostos orgànics on s'ha substituït el grup - OH d'un àcid carboxílic per un grup - NH2.

Nomenclatura: Nom hidrocarbur acabat en n + sufix - amida.

Aldehids: Són compostos que contenen el grup carbonil en l'extrem de la cadena.

Nomenclatura:Nom hidrocarbur acabat en n + sufix - al

Cetones: Són compostos que tenen la funció carbonil en un àtom de carboni no terminal ( si no serien aldehids ).

Nomenclatura: Nom hidrocarbur acabat en n + sufix - ona

Alcohols: Són compostos orgànics on s'ha substituït un o més àtoms d'hidrogen d'un hidrocarbur per grups hidroxil ( - OH ).

Nomenclatura: Nom hidrocarbur acabat en n + sufix - ol

Amines: Són compostos orgànics on s'ha substituït un o més àtoms d'hidrogen d'un hidrocarbur per un àtom de nitrogen.

Fórmula:  Per facilitar la seva formulació es classifiquen segons el nombre de radicals alquils units al N; així tenim:

  • Amina primària ( 1 radical alquil )
  • Amina secundària ( 2 radicals alquils )
  • Amina terciària ( 3 radicals alquils )

Nomenclatura amines primàries: Nom hidrocarbur acabat en n + sufix - amina

Nomenclatura d'amines secundàries i terciàries: S'anomena el radical alquil més senzill amb el seu localitzador N i es pren com a cadena principal el radical amb més àtoms de carboni acabat en n + sufix - amina.

Èters: Són compostos orgànics que contenen el grup oxi - O - en la seva cadena.

Nomenclatura: Hi ha tres maneres d'anomenar-los:

  • Nom hidrocarbur més senzill acabat en - oxi + nom hidrocarbur més complex
  • Anomenant els radicals alquil en ordre alfabètic i a continuació èter
  • Èter i a continuació els radicals alquil en ordre alfabètic separats per un guionet i acabat en - ílic.