SOSTANZE E SISTEMI solo pdf

SOSTANZE OMOGENEE E
SISTEMI ETEROGENEI
Michele Kodrič
SIA DA UN PUNTO DI
VISTA FISICO SIA DA UN
PUNTO DI VISTA CHIMICO
LE SOSTANZE POSSONO
ESSERE:
*OMOGENEE
*ETEROGENEE
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LE SOSTANZE FISICAMENTE
OMOGENEE
SONO QUELLE SOSTANZE CHE
PRESENTANO
CARATTERISTICHE FISICHE
UGUALI IN OGNI LORO
PUNTO.
LE SOSTANZE CHIMICAMENTE
OMOGENEE
SONO QUELLE SOSTANZE CHE
PRESENTANO
CARATTERISTICHE CHIMICHE
UGUALI IN OGNI LORO
PUNTO.
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I SISTEMI FISICAMENTE
ETEROGENEI
SONO QUELLE SOSTANZE
CHE PRESENTANO
CARATTERISTICHE FISICHE
DIVERSE DA PUNTO A
PUNTO.
ESSE SONO TUTTE ETEROGENEE
ANCHE CHIMICAMENTE
NEI SISTEMI ETEROGENEI
SI POSSONO DISTINGUERE DUE O PIÙ
FASI:
ESSE VENGONO DEFINITE COME
LE PARTI OMOGENEE FACENTI
PARTE DEL SISTEMA
ETEROGENEO
3
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ITO
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A
IL GR
ESEMPIO DI SISTEMA FISICAMENTE E CHIMICAMENTE
ETEROGENEO
ETEROGENEO
SISTEMI FISICAMENTE E
CHIMICAMENTE ETEROGENEI:
• MISCUGLI
• SOSPENSIONI
• EMULSIONI
• FUMI
• NEBBIE
• SPUGNE
• SCHIUME
VEDIAMO ORA UNA TABELLA CHE RIPORTA GLI ESEMPI DI
TALI SOSTANZE, CON L’INDICAZIONE DEI METODI
USABILI PER LA LORO SEPARAZIONE IN FASI OMOGENEE
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SISTEM A COM POSIZI
ONE
ESEM PI
M ISCUGLI
SOLIDO +
SOLIDO
SAB BIE
SOSPEN SIO NI
SOLIDO +
LIQ UIDO
FANGH I, CO LO RI
ACQU A RELLO
LIQUIDO +LIQ UI
DO
ACQU A E OLIO
EM ULSIONI
FUM I
NEBBIE
SPUGNE
SCHIUM E
SO LIDI
DISPERSI NE I
GAS
LIQU ID I
DISPERSI
NEIG AS
FLUID I
DISPERSI NE I
SO LIDI
GAS D ISPE RSI
NEI LIQ UID I
M ETODI DI
SEPARAZIONE
LEVIGAZION E,
VENTILAZION E
CROM ATOG RAFIA,
FILTR AZIO NE,
DECANTAZION E,
EV APOR AZIO N E
DEC AN TAZION E,
CENTRIFUG AZION E,
FILTR AZIO NE,
DISTILLAZION E.
FUM I D EI CAM INI FILTR AZIO NE, CICLO NE,
M ETODO COTTREL
NEBBIE ATM O SF E M ETODO COTTREL
RICH E
FILTR AZIO NE
SPU GNE D A
BAGN O
DEC AN TAZION E,
RA RE FAZION E
SCHIUM E D EI
SAPON I
DEC AN TAZION E,
RA RE FAZION E
TRA LE SOSTANZE FISICAMENTE OMOGENEE
SI POSSONO DISTINGUERE:
•-SISTEMI CHIMICAMENTE ETEROGENEI
– LE SOLUZIONI
•-SOSTANZE CHIMICAMENTE OMOGENEE
•SONO DETTE SOSTANZE PURE, SONO:
– GLI ELEMENTI
– I COMPOSTI
VEDIAMO UNA TABELLA CONTENENTE ESEMPI E CARATTERISTICHE
DELLE SOSTANZE FISICAMENTE OMOGENEE, MA DISTINGUIBILI
CHIMICAMENTE IN OMOGENEE ED ETEROGENEE:
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SOSTANZE FISICAMENTE OMOGENEE
SOSTANZA COMPOS ESEMPI
IZIONE
COMPOSTI
CHIMICI
ELEMENTI
ATOMI DI CARBONA
TO DI
VARI
ELEMENTI CALCIO,
CLORURO
DI SODIO
FERRO
ATOMI
(PARTICELLE ,SODIO,
ZOLFO,
SUB
ATOMICHE)
CALCIO ,
ECC.
METODI DI
SEPARAZIONE
REAZIONI
CHIMICHE
REAZIONI
CHIMICHE E
REAZIONI
NUCLEARI
SISTEMI FISICAMENTE OMOGENEI
SISTEMA
COMPO
SIZIONE
SOLIDO +
LIQUIDO
ESEMPI
METODI DI
SEPARAZIONE
LIQUIDO +
LIQUIDO
ZUCCHE RO + PASSAGGI DI
ACQUA, ,
STATO:
CRISTALLIZZAZ
IONE,
DISTILLAZIONE
ALCOL +
DISTILLAZIONE
ACQUA
LIQUIDO +
GAS.
ACQUA
GASATA
SOLUZIONI
DISTILLAZIONE
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METODI DI
SEPARAZIONE
LA DECANTAZIONE
LA DECANTAZIONE (USATA
PER SOSPENSIONI ED
EMULSIONI) CONSENTE LA
SEPARAZIONE DEI
COMPONENTI GRAZIE
ALL’EFFETTO DELLA FORZA
DI GRAVITA’: LE VARIE FASI
SI SEPARANO LENTAMENTE
SECONDO DENSITA’
CRESCENTI DALL’ALTO
VERSO IL BASSO.
OLIO
ACQUA
SABBIA
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LA LEVIGAZIONE
E’ UN METODO CHE ABBINA LA FORZA DI
GRAVITA’ A QUELLA DI TRASCINAMENTO DI UNA
MASSA D’ACQUA IN MOVIMENTO.
IL MISCUGLIO VIENE SOTTOPOSTO A FORTI GETTI
D’ACQUA CHE NE TRASCINANO I COMPONENTI A
DISTANZE DIVERSE, A SECONDA DELLA LORO
DENSITA’: I COMPONENTI PIÙ LEGGERI VENGONO
TRASCINATI PIÙ LONTANO, QUELLI PIÙ PESANTI
VENGONO ABBANDONATI PIÙ VICINO.
ANCHE I
CERCATORI
D’ORO
APPLICAVANO
LA
LEVIGAZIONE
PER TROVARE
LE PEPITE E LE
PAGLIE D’ORO
SABBIA..
TRA LA SABBIA
LA LEVIGAZIONE
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LA CENTRIFUGAZIONE
E’ UN METODO CHE SFRUTTA LA FORZA CENTRIFUGA, SI
EFFETTUA CON APPOSITE APPARECCHIATURE CHE
CONSENTONO DI OTTENERE VELOCI ROTAZIONI.
SI USA PER LE SOSPENSIONI E PER LE EMULSIONI:
PER ESEMPIO VIENE USATO NELLE ANALISI DEL
SANGUE, PER SEPARARE LA PARTE CORPUSCOLARE
( GLOBULI ROSSI E BIANCHI, PIASTRINE ) DAL PLASMA.
VIENE ANCHE USATO PER SEPARARE IL BURRO DAL
LATTE.
CENTRIFUGA
USATA PER LE
ANALISI DEL
SANGUE
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LA FLOTTAZIONE
E’ UN METODO MOLTO USATO PER SEPARARE I METALLI DALLA
GANGA (MATERIALE NON UTILE).
I MISCUGLI VENGONO RIDOTTI IN POLVERE E TRATTATI CON OLII
TRA LORO NON MISCIBILI. AGITANDO VORTICOSAMENTE IL
TUTTO IN APPOSITE VASCHE, SI PRODUCONO SCHIUME, QUESTE
RIESCONO AD INGLOBARE LE PARTICELLE DI ALCUNI MINERALI,
PER LE QUALI HANNO AFFINITA’, MA NON QUELLE DI ALTRI. LE
PARTICELLE INTERESSATE VENGONO TRASCINATE A GALLA
DALLA SCHIUMA, MENTRE LA GANGA SI SEPARA SUL FONDO.
QUESTO METODO E’ USATO SPECIALMENTE PER I SOLFURI.
GLI OLII POSSONO ESSERE RICICLATI.
LAMINERALI
FLOTTAZIONEARIA
SCHIUMA
MISCELA DI
OLII
GANGA
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IL METODO COTTREL
NEL METODO
COTTREL IL
FUMO O LA
NEBBIA
VENGONO
INVIATI TRA LE
DUE PIASTRE DI
UN
CONDENSATORE
FUMO
LE PARTICELLE SOLIDE SI DEPOSITANO, A
SECONDA DELLA LORO CARICA, SU UNO
DEI DUE PIATTI
LA FILTRAZIONE
I SOLIDI VENGONO
SEPARATI DAI LIQUIDI
MEDIANTE UN MATERIALE
POROSO ( DI SOLITO CARTA
DA FILTRO ): LE PARTICELLE
DEL LIQUIDO
PASSANO,ATTRAVERSANDO
LO SBARRAMENTO, MENTRE
QUELLE SOLIDE VENGONO
TRATTENUTE.
LA CARTA DA FILTRO VIENE
PIEGATA ALL’INTERNO DI
UN IMBUTO.
CARTA
DA
FILTRO
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IL CICLONE
CONVOGLIATE IN UN
APPOSITO SERBATOIO, LE
PARTICELLE SOLIDE DEL
FUMO PERDONO VELOCITA’
E SCENDONO VERSO IL
BASSO, MENTRE IL GAS
ESCE DALL’ALTO
ARIA
FUMO
PARTICELLE
SOLIDE
LA CROMATOGRAFIA
SU CARTA SU STRATO
SOTTILE
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CROMATOGRAFIA
SU COLONNA
LA SEPARAZIONE
AVVIENE MENTRE
L’ELUENTE VIAGGIA,
PER GRAVITA’,
DALL’ALTO VERSO IL
BASSO, TRASCINANDO
I COMPONENTI.
LA DISTILLAZIONE
CONSENTE LA
SEPARAZIONE DELLE
FASI DELLE SOLUZIONI:
QUANDO LA SOSTANZA
VIENE RISCALDATA IN
UN CONTENITORE,
BOLLE E IL COMPONENTE
CHE BOLLE A
TEMPERATURA MINORE
SI TRASFORMA PRIMA
ALLO STATO DI GAS E
VIENE FATTO PASSARE
IN UN TUBO DOVE,
RAFFREDDANDOSI,
CONDENSA E SI SEPARA.
L’ALTRO COMPONENTE
EVAPORA PIU’
LENTAMENTE.
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LA DISTILLAZIONE SEMPLICE
L’ ETANOLO
(ALCOOL
ETILICO) HA
UN
P.E.=78,5°C
L’ACQUA HA
UN
P.E.=100°C
LA
DISTILLAZIO
NE DEVE
ESSERE
MANTENUTA
AD UNA
TEMPERATUR
A DI POCO
SUPERIORE A
QUELLA DELL’
ETANOLO.
LA DISTILLAZIONE DI UNA SOLUZIONE
FORMATA DA ACQUA E ALCOOL
IL METODO DESCRITTO FUNZIONA BENE NEI CASI IN
CUI UNO DEI DUE COMPONENTI NON E’ VOLATILE
(ESEMPIO ACQUA E SALI) PERCHE’ IL SOLVENTE
PASSA MENTRE IL SOLUTO RIMANE NEL RECIPIENTE
DI PARTENZA.
IN QUESTO MODO SI PREPARA AD ESEMPIO L’ACQUA
DISTILLATA, SEPARATA CIOE’ DALLE IMPURITA’.
LA SEPARAZIONE FRA DUE LIQUIDI (ES: ACQUA E
ALCOOL) RISULTA ESSERE PIU’ COMPLICATA PERCHE’
LA SEPARAZIONE NON E’ PERFETTA IL VAPORE DEL
LIQUIDO PIU’ VOLATILE CONTERRA’ SEMPRE ANCHE
UN PO’ DELL’ALTRO. IN QUESTO CASO SI RICORRE
AD UNA PARTICOLARE TECNICA DI DISTILLAZIONE
DETTA DISTILLAZIONE FRAZIONATA.
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LE SOLUZIONI COLLOIDALI
SONO DELLE SOSTANZE CHE SONO STATE RITENUTE
FISICAMENTE OMOGENEE FINO ALL’INIZIO DEL 1900, MA CHE
SI SONO RIVELATE ETEROGENEE QUANDO SI INIZIÒ AD
ADOPERARE L’ULTRAMICROSCOPIO: TALE MICROSCOPIO
UTILIZZA UNA INTENSA LUCE TRASVERSALE ALL’ASSE DI
OSSERVAZIONE, SFRUTTANDO L’“EFFETTO TYNDAL”.
TALE EFFETTO SI MANIFESTA IN QUANTO LE PICCOLE
PARTICELLE RIMANGONO INVISIBILI, MA LA LUCE DA LORO
RIFLESSA, INVECE, SI RENDE VISIBILE: SE UNA PERSONA
MOLTO LONTANA DA NOI HA IN MANO UNO SPECCHIETTO,
NOI NON LO VEDIAMO, A MENO CHE ESSO NON RIFLETTA LA
LUCE.
L’ “EFFETTO TYNDAL” SI MANIFESTA ANCHE QUANDO I RAGGI
SOLARI PENETRANO NELL’ARIA UMIDA O CON GRANELLI DI
POLVERE SOSPESI.
L’EFFETTO
“TYNDAL”
FINE
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