La materia è tutto ciò che ha massa e occupa uno spazio.

Una porzione limitata di materia è detta corpo.

CORPI E SOSTANZE

• I CORPI sono porzioni limitate di materia e sono formati da sostanze diverse.

• LE SOSTANZE PURE sono un tipo di materia con caratteristiche chimico-fisiche specifiche (densità, temperatura di fusione, temperatura di ebollizione). Ogni sostanza possiede uno stato di aggregazione che viene chiamato STATO FISICO.

• Lo STATO FISICO è una proprietà intrinseca della materia e dipende dalla temperatura e dalla pressione. Esso può essere: SOLIDO, LIQUIDO e AERIFORME.

CONDENSAZIONE

FUSIONE

SOLIDIFICAZIONE

BRINAMENTO

EVAPORAZIONE

EBOLLIZIONE

SUBLIMAZIONE

SI DEFINISCE MISCUGLIO UNA MESCOLANZA DI SOSTANZE.

La maggior parte dei corpi naturali è formata da miscugli.

UN MISCUGLIO CHE PRESENTA DIVERSE CARATTERISTICHE IN OGNI SUA PARTE COSTITUISCE UN MISCUGLIO ETEROGENEO.

UN MISCUGLIO SI DICE OMOGENEO SE PRESENTA LE STESSE CARATTERISTICHE IN OGNI SUA PARTE.

I miscugli omogenei si presentano in un'unica fase mentre in quelli eterogenei sono sempre presenti più fasi.

Si definisce fase una porzione di un sistema caratterizzata dalle medesime proprietà in

ciascun punto.

In base allo stato fisico dei componenti, distinguiamo diversi miscugli eterogenei:

SOLIDO – SOLIDO

SOLIDO – LIQUIDO

LIQUIDO – LIQUIDO

LIQUIDO - GAS

SOLIDO – GAS

ACQUA - OLIO

ACQUA - SABBIA

Alcuni esempi di sistemi (miscugli) eterogenei

Emulsione (miscuglio liquido-liquido) ACQUA-OLIO

FUMO: miscuglio solido-gas

Gas di scarico: anidride carbonica, residui incombusti

SCHIUMA : miscuglio gas-liquido

SOSPENSIONE (miscuglio solido-liquido)

FANGO

HENNE’

Nei miscugli eterogenei le sostanze non sono mescolate intimamente, per cui i metodi per separarli sono piuttosto semplici e di natura meccanica. Questi non prevedono passaggi di stato di nessun componente del sistema.

FILTRAZIONE

Permette la separazione di una FASE SOLIDA da una FASE LIQUIDA

IMBUTO SEPARATORE

Per separare liquidi immiscibili, che si stratificano l’uno sull’altro in base alla densità.

Liquido a densità maggiore (scende attraverso l’imbuto)

Liquido a densità minore

Per separare due solidi, di cui uno è il ferro.

CALAMITA

Si sfruttano le proprietà magnetiche del ferro.

Per separare miscugli costituiti da una fase liquida ed una solida piuttosto pesante (es. ACQUA - SABBIA).

DECANTAZIONE - SEDIMENTAZIONE

Separazione della frazione metallica dai RSU

ESTRAZIONE CON IL SOLVENTE

Separa i componenti solidi di un miscuglio mediante un solvente, che scioglie solo uno dei componenti.

SETACCIATURA

Per separare componenti solidi di diverse dimensioni

SCHIUMATURA

CENTRIFUGAZIONE

Separa liquidi e/o solidi aventi diversa densità

Mediante la centrifugazione si accelera la naturale tendenza a stratificare dei vari componenti.

ATTIVITA’ SPERIMENTALE

CRISTALLIZZAZIONE

L’allume utilizzato nell’esperienza è l'allume di rocca, nome con cui viene comunemente indicato il solfato doppio di alluminio e potassio, usato in medicina, conceria e tintoria; contengono allume di rocca gli stik emostatici usati per

cicatrizzare le piccole ferite, per esempio i tagli procuratisi radendosi la barba; può essere facilmente reperito in farmacia.

Per questa prova occorreranno circa tre settimane, una per ottenere piccoli cristalli da utilizzare come germe di cristallizzazione e due per far crescere un grosso cristallo intorno al germe.

Materiale occorrente

200 g di allume in polvere; 600 ml di

acqua una bilancia

una caraffa graduata o altro contenitore

graduato una pentola; un

fornello un barattolo di vetro;

un piattino un panno

un filo di cotone, una matita

una lente d'ingrandimento

Con la caraffa graduata misurare 600 ml di acqua e versarli nella pentola;

pesare sulla bilancia 100 g di allume e versarli nella pentola; mescolando continuamente, riscaldare la miscela a fuoco lento (figura

a1); versare altro allume nella pentola fino a quando non se ne scioglierà più

(si ottiene una soluzione satura); spegnere il fornello, lasciar raffreddare un poco la soluzione e versarne

un po' su un piattino; travasare il resto in un barattolo di vetro in cui si aggiungerà

mescolando un altro cucchiaio di allume; coprire il barattolo con un panno per tenere lontana la polvere (figura

a2); lasciare il piattino in un luogo fresco e asciutto; dopo alcuni giorni si osserveranno piccoli cristalli; quando tutta l'acqua sarà evaporata,

scegliere il più grande che servirà da germe di cristallizzazione (figura a3);

legare un filo intorno al germe e l'altra estremità intorno a una matita (figura a4);

togliere il panno dal barattolo e appoggiare la matita sopra di esso in modo che il germe resti immerso nella soluzione (figura b);

per circa due settimane, osservare ogni giorno i cambiamenti intorno al germe e sul fondo del barattolo;

quando il cristallo legato alla matita non si ingrandisce più, toglierlo dal barattolo e osservare attentamente la sua forma aiutandosi anche con

una lente d'ingrandimento

PROGETTO SPERIMENTALE

Il miscuglio omogeneo si presenta in un’unica fase, indipendentemente dai componenti che formano il sistema.

Le proprietà del sistema sono COSTANTI in ogni suo punto.

I sistemi omogenei sono chiamati spesso SOLUZIONI.

SOLUZIONI

SOLVENTE SOLUTOComponente più abbondante

Componente presente in minore quantità

SOLIDO SOLIDO

SOLIDOLIQUIDO

LIQUIDO LIQUIDO

LIQUIDO GAS

GASGAS

LEGHE

ACQUA SALATA

ACQUA-ALCOL

ACQUA GASATA

ARIA

LEGHE

ACCIAIO : FERRO-CARBONIO

OTTONE : RAME-ZINCO

BRONZO : RAME-STAGNO (o alluminio, berillio, nichel)

PELTRO : RAME- METALLI VARI (rame, bismuto, antimonio, in passato il piombo, oggi bandito perché tossico)

Nei miscugli omogenei la materia è mescolata più intimamente.

Per separare i componenti di un miscuglio omogeneo spesso è necessario operare la trasformazione fisica di uno o più componenti (passaggi di stato).

DISTILLAZIONE

D. SEMPLICE

Sfrutta i diversi punti di ebollizione delle sostanze del miscuglio.

Si usa per separare un liquido da un componente solido in esso disciolto (es. acqua-sale)

D. FRAZIONATA

Si usa per separare due o più liquidi miscibili.

Il primo componente a distillare è quello che ha il punto di ebollizione più basso.

CROMATOGRAFIA

Permette di separare i componenti di un miscuglio che si spostano con velocità diverse su un supporto (fase fissa), trascinati da un solvente (fase mobile)

A seconda del supporto fisso si possono avere diversi tipi di cromatografia:

Su strato sottile (TLC), su carta, su colonna, gascromatografia (fase mobile è un gas), cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC), con liquido come fase mobile ad alta pressione.