Gli stati della materia

Sostanza pura

Il termine puro in chimica assume un significato diverso dal senso comune. Infatti, noi intendiamo una sostanza che non sia contaminata da altri microrganismi. Per acqua pura invece in chimica s'intende che non abbia disciolte ne sostanze solide ne gassose.

Il termine puro non va inteso comunque in senso assoluto perché non esiste una sostanza chimicamente pura perché contiene comunque una piccola percentuale di impurezze.

Proprietà fisiche.

Ciascuna sostanza pura possiede delle proprietà fisiche che possono essere misurate senza alterarla.

Queste sono: COLORE, SAPORE,STATO FISICO, DENSITA',TEMPERATURA .

Le proprietà chimiche

Le proprietà chimiche descrivono ciò che accade quando una sostanza interagisce con altre sostanze.

Massa e peso

La massa di un corpo è la misura della quantità di materia che può essere misurata con una comune bilancia. Nel SI  ( sistema internazionale) l'unità di misura della massa è il KG.

Il peso invece dipende oltre che dalla sua massa anche dalla sua accelerazione di gravità a cui è sottoposto. Essendo una forza nel SI si misura in N (Newton).

Volume

Il volume di un corpo è la misura dello spazio che esso occupa. Il volume nel SI si misura in m³

Densità

La relazione esistente tra la massa ed il volume di un corpo è chiamata massa volumica o più semplicemente densità.

d = m / V

dove d è la densità, m è la massa volumica e V è il volume

La densità è espressa in grammi al centimetro cubo ( g/ cm³ )

Ogni sostanza pura presenta un valore specifico di densità che ne permette la sua classificazione.

La massa e il volume sono proprietà estensive più grande è il campione maggiore è la massa e il volume mentre la densità è una proprietà intensiva in quanto non dipende dalla dimensione del campione.

Temperatura

La temperatura ed il calore sono due grandezze fisiche che vanno tenute distinte.

Sappiamo che tutti i corpi quando vengono scaldati di dilatano cioè aumentano di volume e di conseguenza si contraggono ogni qualvolta si raffreddino. La temperatura pertanto si risolve in una determinazione di variazione di volume di un corpo.

L'unità di misura della temperatura più usata è il grado centigrado o Celsius. In campo scientifico viene adoperata la scala assoluta ovvero la scala Kelvin. A 0° C = 273,15 K a 100° C = 373,15 K.

Calore

Il calore invece si trasferisce da un corpo ad un altro e viene anche definito come una forma di energia.

Il trasferimento di energia avviene sempre secondo un senso da quello a temperatura maggiore a quello di temperatura minore.

Nel SI si misura in Joule.

I Passaggi Di Stato

Com'è stato già detto la materia si presenta in tre stati : solido liquido aeriforme.

La materia può essere soggetta a dei passaggi di stato che vengono definite come trasformazioni fisiche perché comportano un mutamento dello stato di aggregazione delle particelle della materia e non determinano un cambiamento della composizione della sostanza.

Fusione E Solidificazione

La fusione è il passaggio di stato dal solido a quello liquido.

Il calore serve a vincere le forze di coesione tra le particelle del solido che assumono una maggiore libertà di movimento. E' importante sottolineare che ogni sostanza pura presenta una temperatura di fusione che può essere usata per la sua definizione.

Invece se si raffredda una sostanza liquida la sua temperatura si abbassa fino a quando non si formano i primi cristalli si solido. Questo passaggio da liquido a solido è chiamato solidificazione.

Per ogni sostanza pura la temperatura di fusione coincide con quella di solidificazione.

Evaporazione ed Ebollizione.

L'evaporazione è un fenomeno che interessa le particelle dello strato superficiale di un liquido. Se si continua a fornire calore l'evaporazione si intensifica e coinvolge anche le particelle che si trovano al fondo. In tal caso si dice che il liquido entra in ebollizione.

Condensazione E Liquefazione

Quando i vapori di una sostanza incontrano una parete fredda si condensano. Il passaggio di una sostanza dallo stato di vapore a quello liquido è detto condensazione. Nel caso dei gas il passaggio dallo stato aeriforme a quello liquido è detto liquefazione.

Sublimazione E Brinamento

La sublimazione è il passaggio diretto dallo stato liquido a quello di vapore specialmente di un solido.

Il passaggio inverso è detto brinamento.

Miscele eterogenee e miscele omogenee

La maggior parte delle sostanze in natura esiste sotto forma di miscele che possono essere eterogenee o omogenee.

Una miscela è eterogenea quando le sostanze che la compongono sono distinguibili. Ad esempio la miscela tra olio ed acqua dove ogni sostanza è perfettamente distinguibile.

Una miscela è detta omogenea quando le sostanze che la compongono NON sono distinguibili neanche al microscopio. Tali miscele sono chiamate anche Soluzioni.

In questo tipo di soluzioni il liquido presente in maggiore quantità è il solvente l'altro è il soluto.

La separazione dei componenti di una miscela.

La filtrazione

La filtrazione è un processo che separa i componenti di una miscela sfruttando le differenti dimensioni di particelle.

Con la filtrazione è possibile separare il solido dal liquido di una miscela eterogenea. Si utilizza un imbuto nel quale viene inserito un filtro di carta la parte solida della miscela rimane sul filtro mentre il liquido lo attraversa.

Centrifugazione

Con la centrifugazione è possibile separare i componenti di una miscela eterogenea sfruttando le loro diverse densità. Con la rotazione la sostanza con maggiore densità della miscela eterogenea risulta sottoposta a maggiore forza centrifuga e viene spostata verso l'esterno, cioè verso il fondo della provetta mentre il liquido a minore densità affiora.

Distillazione

La tecnica della distillazione sfrutta la differente facilità che hanno i componenti di una miscela di passare allo stato di vapore.

Infatti questa facilità varia da sostanza a sostanza; ciò si può esprimere dicendo che una sostanza è più volatile di un' altra.

Ad esempio in una distillazione di una soluzione omogenea di sale ed acqua, dove solo l'acqua è volatile portando ad ebollizione la soluzione il vapore acqueo che si forma condensa e viene raccolto come liquido mentre il sale rimane sul fondo.

Cristallizzazione

La solubilità di una sostanza solida di un dato solvente risulta, di norma maggiore a caldo che non a freddo. E' questa la proprietà che viene sfruttata nella cristallizzazione. La sostanza si separa sotto forma di cristalli che poi vengono recuperati per filtrazione mentre le impurezze essendo prese in piccole quantità non riescono a cristallizzare e rimangono in soluzione.

Cromatografia

La cromatografia è una tecnica che permette di separare le sostanze costituenti una miscela omogenea sfruttando la diversa velocità con cui le particelle che costituiscono le diverse sostanze vengono spostate sulla superficie di un solido da un solvente in movimento.