Materia ed i Miscugli

La materia e le sue caratteristiche
Liceo classico « D. A. Azuni »
Sassari
Prof. Paolo Abis
La materia
• tutto ciò che occupa uno spazio  volume
• possiede una massa  (la massa non è il peso)
• si presenta in uno dei 3 stati fisici
solido
liquido
gassoso
Composizione della materia
Tutto ciò che possiede una massa
e occupa un verto volume.
Un miscuglio è composto da
più sostanze pure
…omogenei
…eterogenei
elementi
Idrogeno
Ossigeno
Ferro
sodio
composti
Acqua
Anidride carb.
Sale
zucchero
La materia e le sue caratteristiche
Un sistema è una porzione delimitata di materia.
I sistemi omogenei e i sistemi
eterogenei
Si definisce fase una porzione di materia
fisicamente distinguibile e delimitata che ha
proprietà intensive uniformi.
Olio
Acqua
I miscugli omogenei
Un miscuglio omogeneo è un
sistema monofasico
 non può essere rappresentato da una formula!
Esempi di miscugli omogenei sono :
l’acqua di mare, l’aria.
I miscugli omogenei
 Nei miscugli omogenei i
componenti sono mescolati
in modo molto “profondo”,
tanto che essi perdono
alcune caratteristiche
esteriori e non sono più
individuabili, neppure con
l’aiuto del microscopio.
 Nella foto, una soluzione di
solfato di rame.
I miscugli eterogenei
Un miscuglio eterogeneo è un sistema
polifasico
Le fasi si distinguono facilmente le une dalle
altrea occhio nudo o al microscopio (es. latte,
zucchero e sabbia, rocce, ecc.)
 non può essere rappresentato con una formula!
Esempi di miscuglio eterogeneo sono:
•solido - liquido : talco in acqua
•Liquido – liquido : olio ed acqua
•Liquido – gas : anidride carbonica ed acqua
I miscugli eterogenei
1.
2.
3.
4.
Nei miscugli eterogenei, i
componenti mantengono le
proprie caratteristiche e ciò
permette di individuarli anche
se sono ben mescolati.Ad
esempio un miscuglio di sale
fino e pepe macinato.
I componenti di un miscuglio
eterogeneo possono essere
mescolati nelle più diverse
quantità e proporzioni.
I componenti di un miscuglio
eterogeneo possono essere
separati mantenendo
immutate le loro proprietà.
Le proprietà del miscuglio
possono risultare diverse nelle
diverse porzioni del miscuglio
stesso.
I miscugli eterogenei
•
Ad esempio il latte sembra un
miscuglio omogeneo e l’aggettivo
“omogeneizzato” che compare
talvolta sulle confezioni
contribuisce a dare l’impressione
che sia così. In realtà se
osservato al microscopio, mostra
distintamente i globuli di grasso
immersi nel liquido. Nel latte
omogeneizzato questi globuli
sono molto piccoli, in quello
appena munto sono molto più
grandi e tendono a raccogliersi in
superficie formando la panna.
I miscugli eterogenei

Il sistema acqua + olio rappresenta
un miscuglio eterogeneo a due fasi.
Le particelle delle due sostanze
attirano solamente le particelle di
ugual tipo e non si attirano tra di
loro; questo provoca la separazione
del sistema in due differenti fasi,
quella acquosa sotto e quella oleosa
sopra. Nelle due differenti fasi il
sistema ha evidentemente diverse
proprietà.
I miscugli eterogenei



Un altro esempio di miscuglio
eterogeneo è il sistema acqua + sabbia
a due fasi.
Se proviamo infatti a mescolare acqua e
sabbia otteniamo un miscuglio
eterogeneo in cui possiamo distinguere
una fase acquosa e una fase solida che
col tempo si deposita sul fondo del
recipiente.
E' intuitivo comprendere che nella fase
liquida e nella fase solida il sistema non
ha le stesse proprietà.
Miscugli di solidi e liquidi
Quando si aggiunge un solido ad un liquido può
accadere che il solido si dissolva nel liquido. In tal caso
il miscuglio che ne deriva si chiama Soluzione
Solvente: Componente predominante
Soluti:
Componenti presenti in quantità minori
Soluto
A
Solvente
Soluto
B
Soluto
C
Miscugli omogenei e miscugli eterogenei
La schiuma, la nebbia, il fumo e l’emulsione sono
esempi di miscugli eterogenei in fasi diverse.
Le sostanze pure
La materia è costituita da
sostanze
Quando esse sono formate da atomi di una sola
specie atomica si chiamano sostanze elementari
o elementi
Quando esse sono formate da atomi di specie
diverse si chiamano sostanze composte o
composti
 possono essere rappresentati con una formula!
Le sostanze pure
• Un sistema formato
da due o più sostanze
pure è un miscuglio.
• I miscugli hanno
composizione chimica
variabile.
Le sostanze pure
• Un sistema formato da
una singola sostanza
si dice puro.
• Le sostanze pure
hanno caratteristiche
e composizione
costanti.
Miscugli omogenei e miscugli eterogenei
I colloidi costituiscono una classe di
materiali che ha caratteristiche intermedie tra
quelle dei miscugli omogenei e quelle dei
miscugli eterogenei.
Molte sostanze a noi familiari sono colloidi, come ad
esempio il burro, l'asfalto, la colla, la nebbia ed il fumo.
Miscugli omogenei e miscugli eterogenei
I colloidi miscele di due sostanze o fasi
Una delle due sostanze è detta
• “fase dispersa” o “sospesa”,
• l’altra “fase continua” o “mezzo
disperdente”;
perché si possa parlare di colloide, le
particelle della fase sospesa devono
avere dimensioni comprese tra 1
micrometro (10-6 m) e 1 nanometro
(10-9 m).
Miscugli omogenei e miscugli eterogenei
Una dispersione
colloidale si distingue
da una soluzione per
l’effetto Tyndall: un
raggio luminoso viene
deviato dalle grandi
particelle della fase
dispersa favorendo una
luminosità diffusa.
Miscugli omogenei e miscugli eterogenei
• Se la fase disperdente, liquida o gassosa,
prevale su quella solida si ha un sol.
• Se prevale la fase solida sulla fase disperdente,
si ha un gel.
Miscugli omogenei e miscugli eterogenei
Differenze tra miscele e composti
Composto
La composizione è
determinata e costante
Le proprietà sono
dissimili da quelle dei
componenti
I componenti non sono
separabili mediante
tecniche fisiche
Miscela
La composizione è
variabile
Le proprietà sono
correlate con quelle
dei componenti
I componenti si
possono separare
applicando tecniche
fisiche
Chi mi può dire….
In quali categorie si possono situare...
2.- Il gelato
ai frutti di bosco...
Una sostanza materiale
Un miscuglio...
Eterogeneo
?
?
?
?
?
?
3.- il succo di pomodoro...
Una sostanza materiale
Un miscuglio...
Omogeneo
?
?
?
1.- l ’acqua distillata...
Una sostanza materiale
Una sostanza pura
Un composto
Chi mi può dire ….
In quali categorie si possono situare...
1.- il rame...
Una sostanza materiale
Una sostanza pura
Un composto
?
?
?
Che cosa è questo ?
Miscuglio
Elemento
Composto
Separazione dei miscugli
I componenti di un miscuglio eterogeneo si separano
mediante metodi fisici e/o meccanici che non
alterano affatto la natura delle sostanze costituenti.
I più comuni sono:
•
•
•
•
•
La filtrazione
La decantazione/sedimentazione
La centrifugazione
La cromatografia
La separazione con la calamita
I principali metodi di separazione di miscugli
e sostanze
La filtrazione è il
metodo per separare, per
mezzo di filtri, i materiali
solidi da un miscuglio
liquido o gassoso.
I principali metodi di separazione di miscugli
e sostanze
DECANTAZIONE
•
•
Consiste nel lasciare a riposo il
miscuglio; si lascia cioè che
agisca la gravità, per un periodo
di tempo variabile in funzione
delle dimensioni delle particelle
del solido: quanto più piccole
sono le particelle, tanto più
lungo sarà il tempo necessario
perché “decantino”.
Al termine dell’operazione, la
parte solida, che ha comunque
un peso specifico più elevato,
cadrà sul fondo del recipiente,
mentre quella liquida rimarrà al
di sopra.
I principali metodi di separazione di miscugli
e sostanze
La centrifugazione è il metodo per separare
miscugli eterogenei di liquidi e/o solidi aventi
densità diversa.
I principali metodi di separazione di miscugli
e sostanze
La cromatografia è il
metodo per separare i
componenti di un
miscuglio che si spostano
con velocità diverse su un
supporto (fase fissa),
trascinati da un solvente
(fase mobile).
I principali metodi di separazione di miscugli
e sostanze
La distillazione si basa sulla diversa volatilità
dei componenti di miscele liquide. Minore è la
temperatura di evaporazione, maggiore è la
volatilità.
La separazione con la calamita
Per separare due solidi mescolati fra loro
si possono sfruttare le differenti
caratteristiche di uno dei due.
Per esempio il miscuglio limatura di ferro
+ sale da cucina si può suddividere o
sfruttando la proprietà del ferro di
essere attirato da una calamita (come
nella foto) o la solubilità in acqua del
cloruro di sodio.
I principali metodi di separazione di miscugli
e sostanze