Materia: Sostanze e miscele pure

In base alla sua composizione, la materia può essere classificata in due grandi categorie: sostanze pure e miscele.

Una sostanza pura è una forma di materia che ha una composizione costante in tutto con proprietà uniformi. Ad esempio, qualsiasi campione di saccarosio ha la stessa composizione e le stesse proprietà fisiche, come punto di fusione, colore e dolcezza, indipendentemente dalla fonte da cui è isolato.

Una miscela è composta da due o più tipi di materia che può essere presente in quantità variabili e può essere separata da cambiamenti fisici, come l'evaporazione. I componenti di una miscela mantengono le loro identità distinte.

Sostanze Pure: Elementi e Composti

Le sostanze pure possono essere divise in due classi: elementi e composti. Le sostanze pure che non possono essere suddivise in sostanze più semplici mediante cambiamenti chimici sono chiamate elementi. Ferro, argento, oro, alluminio, zolfo, ossigeno e rame sono elementi.

Le sostanze pure che possono essere scomposte da cambiamenti chimici sono chiamate composti. Questa ripartizione può produrre elementi o altri composti, o entrambi. L'ossido di mercurio(II), un solido arancione cristallino, può essere scomposto per calore negli elementi mercurio e ossigeno. Quando riscaldato in assenza di aria, il saccarosio composto viene scomposto nell'elemento carbonio e nell'acqua composta. Il cloruro d'argento(I) è un solido bianco che può essere scomposto nei suoi elementi, argento e cloro, mediante assorbimento della luce.

Le proprietà degli elementi combinati sono diverse da quelle nello stato libero o non combinato. Ad esempio, lo zucchero cristallino bianco (saccarosio) è un composto risultante dalla combinazione chimica dell'elemento carbonio, che è un solido nero in una delle sue forme non combinazionete, e dei due elementi idrogeno e ossigeno, che sono gas incolori quando non combinati. Il sodio libero, un elemento che è un cloro morbido, lucido, metallico e libero, un elemento che è un gas giallo-verde, si combinano per formare cloruro di sodio (sale da tavola), un composto che è un solido bianco e cristallino.

Miscele: Omogenee ed Eterogenee

Una miscela omogenea, chiamata anche soluzione, mostra una composizione uniforme e appare visivamente la stessa in tutto. Un esempio di soluzione è una bevanda sportiva, composta da acqua, zucchero, colorazione, aromatizzazione ed elettroliti mescolati insieme in modo uniforme. Ogni goccia di una bevanda sportiva ha lo stesso sapore perché ogni goccia contiene le stesse quantità di acqua, zucchero e altri componenti. Si noti che la composizione di una bevanda sportiva può variare - potrebbe essere fatta con un po 'più o meno zucchero, aromatizzazione o altri componenti, ed essere ancora una bevanda sportiva. Altri esempi di miscele omogenee includono aria, sciroppo d'acero, benzina e una soluzione di sale in acqua.

Una miscela con una composizione che varia da punto a punto è chiamata miscela eterogenea. La medicazione italiana è un esempio di miscela eterogenea. La sua composizione può variare perché può essere preparata da varie quantità di olio, aceto ed erbe. Non è lo stesso da un punto all'altro in tutta la miscela: una goccia può essere per lo più aceto, mentre una goccia diversa può essere per lo più olio o erbe perché l'olio e l'aceto si separano e le erbe si depositano. Altri esempi di miscele eterogenee sono i biscotti con gocce di cioccolato (possiamo vedere i pezzi separati di cioccolato, noci e pasta biscotto) e granito (possiamo vedere il quarzo, la mica, il feldspato e altro ancora).

Qualsiasi miscela, omogenea o eterogenea, può essere separata in componenti puri con mezzi fisici senza modificare l'identità dei componenti. Sebbene ci siano poco più di 100 elementi, decine di milioni di composti chimici derivano da diverse combinazioni di questi elementi. Ogni composto ha una composizione specifica e possiede proprietà chimiche e fisiche definite che lo distinguono da tutti gli altri composti. E, naturalmente, ci sono innumerevoli modi per combinare elementi e composti per formare diverse miscele.

Questo testo è adattato da Openstax, Chimica 2e, Sezione 1.2: Fasi e classificazione della materia.