apuntes de canvio químico

Canvi químic
Caracterització del canvi químic
Visió històrica del canvi químic: de “l’afinitat”
(qualitativa) a la termodinàmica (quantitativa)
...

Caracterització del canvi químic
• Com podem detectar que s’ha produït un canvi químic?
• Analitzeu les dades referents a la combustió del ferro:

3,7

Com expliqueu aquests resultats?
Hipòtesi de Dalton (1800)
• Totes les substànciesestan fetes d’àtoms que no es poden transformar els uns amb els
altres.
• Les combinacions són “àtom a àtom”
Si pensen en termes d’aquesta teoria i suposem que el Fe s’ha combinat amb
l’oxigen en els experiments de la taula: què podem afirmar de les masses de Fe i O?
Què falla en aquesta teoria?

Llei de la conservació de la massa
Idees prèvies:
Concepte de sistema aïllat o tancatCriteri per mesurar la quantitat de matèria: inèrcia, pes (Newton 100 anys abans)

Finals del segle XVIII – revolució química. Mesures quantitatives de massa.
Lavoisier aconsegueix provar experimentalment que:
“la quantitat total de matèria dins d’un sistema tancat es manté constant en un canvi
químic”
químic”
Fe + O2 ---> FeO
100 g 35 g 135 g

S’observava un augment del pes del ferro d’un35%
El volum d’aire que s’havia perdut en el recipient
tancat era equivalent a 35 g de O2 .

La teoria del flogist va deixar de ser acceptada.
En paral·lel, sabem que es va anar construint la idea d’element: “substància que no es
pot descomposar experimentalemnt en altres substàncies” Elements of chemistry

Propietats de l’àtom químic segons Dalton
•
•
•
•
•

La matèria consisteix enàtoms indivisibles.
Els àtoms són inalterables.
Els compostos estan fets de molècules, combinacions d’àtoms de dos o més
elements.
Tots els àtoms o molècules d’una substància pura són idèntics.
En les reaccions químiques els àtoms només es reorganitzen, no es creen ni es
destrueixen.
“Llei de la conservació de la massa”
“A new system of chemical philosophy” (1808-1810)

Determinació depesos atòmics relatius, primera taula el 1808.
Relació de pesos N:O 6:8,2, més tard: 7:8, o millor 14.008:16.000
En el cas de l’aigua: dependència segons la fórmula, HO, H2O o HO2???
Determinació de pesos atòmics absoluts de l’ordre de 10-27,a partir de 1865

Els símbols de Dalton per
als àtoms i els àtoms
compostos

21: aigua
22: ammoníac
23: gas nitrós (òxid nítric)
24: metà
25:òxid de carboni
28: diòxid de carboni

Berzelius al 1819 introduiria els
símbols que ara utilitzem, les lletres
H,C, O

Les lleis del canvi químic
Llei de les proporcions definides (Proust)
Observació: Les proporcions, en pes, dels constituents d’un compost són sempre les
mateixes.
Llei: “Els elements es combinen per formar compostos en una proporció fixa i
definida”
Llei de lesproporcions múltiples (Dalton)
Observació: Quan una substància s’uneix auna altra per formar més d’un compost i
:
per tant forma més d’una proporció (p.e. 2:1, 3:2 …), aquestes diferents proporcions
comparteixen una relació simple entre elles (p.e: 2:1/3:2 = 4:3; CO i CO2 2:1)
elles.
Llei de volums de combinació de Gay-Lussac (1808)
Observació: 1 vol + 2 vol 3 vol …
Llei: “ A temperatura ipressió constant, els volums dels gasos que participen en una
constant,
reacció química estan relacionats entre ells amb una proporció de nombres senzills”
senzills”
Disputa entre Dalton i Gay-Lussac
Els àtoms de gas tenen mides iguals o diferents?

Hipòtesi d’Avogadro
Model dels gasos (1811)
Partícules de gas amb una capa molt fina de calòric, molt petites en comparació a
la distància entreelles. Mida dels àtoms independent del volum que ocupen
ocupen.
A P i T determinades, volums iguals de gasos, siguin elements o compostos, o fins i
determinades,
gasos,
compostos,
tot barreges, contenen el mateix nombre de molècules.
barreges,
molècules.
Idees sobre la possible existència de molècules de gas diatòmiques i triatòmiques.
Oxigen és diatòmic, hidrogen monoatòmic
Però !...