I sistemi, le osservazioni quantitative e qualitative ( stati fisici della materia, miscugli )

introduzione La chimica è la scienza che studia la composizione,la struttura e le trasformazioni della materia. La chimica si basa sulla teoria secondo cui tutti i materiali che ci circondano e che costituiscono i nostri corpi sono formati da atomi. Gli atomi che costituiscono le materie sono senza età: passano da una sostanza all'altra, da un corpo all'altro e da un organismo all'altro. Gli atomi del nostro corpo esistevano già prima di noi ed esisteranno dopo di noi.

I sistemi Una porzione di materia sulla quale effettuo osservazioni quantitative (misure) e osservazioni qualitative è detto sistema. Una volta che ho definito il mio sistema tutto ciò che non lo comprende viene detto “ ambiente esterno”. Esistono diversi tipi di sistemi, la prima cosa da fare è dunque definire il nostro sistema tipi di SISTEMA aperto scambia energia e materia con l’ambiente esterno chiuso scambia energia non scambia materia con l’ambiente esterno Isolato non scambia nè energia nè materia con l’ambiente esterno

Osservazioni quantitative Le osservazioni quantitative vediamo ora cosa sono le osservazioni quantitative. Un'osservazione quantitativa presuppone di effettuare una misura con uno strumento adatto. Quello che misuro sono delle grandezze le grandezze si possono classificare in intensive ed estensive

Grandezze intensive ed estensive grandezza INTENSIVA : Non dipende dalla quantità di materia es densità Grande ESTENSIVA : Dipende dalla quantità di materia es volume

Grandezze fondamentali e derivate Le grandezze derivate derivano dalla combinazione algebrica delle grandezze fondamentali Es densità ( g derivata) = massa( g fondamentale)/ volume ( g derivata)

Richiamiamo alcuni concetti importanti : Cosa vuole dire misurare La misura Che cosa significa misurare una grandezza? Misurare una grandezza significa confrontarla con un’altra grandezza dello stesso tipo scelta come unità di misura

Quali sono le unità di misura di massa, lunghezza e volume? Le unità di misura di massa, lunghezza e volume nel Sistema Internazionale (SI) sono rispettivamente il kilogrammo (kg), il metro (m) e il metro cubo (m3).

Che differenza c’è tra massa e peso? Il peso di un corpo dipende dalla forza di attrazione gravitazionale che agisce su di esso; la massa è una misura della quantità di materia di cui il corpo è costituito

Come si possono scrivere senza troppi zeri i numeri molto grandi o molto piccoli? La notazione scientifica (o esponenziale) consente di scrivere in modo compatto numeri molto grandi o molto piccoli; i numeri sono scritti come prodotti di un fattore compreso tra 1 e 10 e una potenza di 10. Es 1000 = 1* 10 3 Es 0,001 = 1* 10 -3

Capitolo 2 osservazioni qualitative Tratto da Esploriamo la chimica Ed Zanichelli modificato da Prof.ssa Dall'Olio Laura e Prof.ssa Faggioli Silvia 1.Gli stati fisici della materia 2.I sistemi omogenei e i sistemi eterogenei 3.i miscugli omogenei ed eterogenei 4.le tecniche di separazione

1. Gli stati fisici della materia Un sistema è una porzione delimitata di materia.

1. Gli stati fisici della materia La materia può esistere in tre stati fisici, detti stati di aggregazione della materia stato solido; stato liquido; stato aeriforme.

1. Gli stati fisici della materia

Le proprietà caratteristiche dei tre stati di aggregazione della materia SolidoLiquidoAeriforme Volumeproprio occupano tutto il volume disponibile Formapropria assume forma del recipiente assume la forma del recipiente Densitàaltamediabassa Effetto della pressione incomprimibili comprimibili

I sistemi omogenei e i sistemi eterogenei Si dice fase una porzione di materia che presenta le stesse caratteristiche fisiche intensive (colore, densità... ) in tutti i suoi punti. Un sistema costituito da una sola fase è detto omogeneo. Un sistema costituito da due o più fasi è detto eterogeneo.

I MISCUGLI Sono formati da più sostanze semplici che posso separare tramite tecniche di separazione. Anche i miscugli come i sistemi si dividono in omogenei ed eterogenei

I miscugli eterogenei esempio acqua e olio

Anche la nebbia è un miscuglio eterogeneo costituito da piccolissime goccioline di acqua disperse in aria Particolari miscugli eterogenei

Le sospensioni sono costituite da piccoli granellini di solido dispersi in una fase liquida

La schiuma è costituita da bollicine di gas disperse in un liquido L’emulsione e’ un miscuglio eterogeneo costituito da goccioline di un liquido disperse in un secondo liquido immiscibile

il latte sembra un miscuglio omogeneo In realtà se lo osserviamo al microscopio, vediamo distintamente i globuli di grasso immersi nella fase acquosa. Il latte è un’ emulsione

I miscugli omogenei Sono detti anche SOLUZIONI il componente più abbondante è il SOLVENTE mentre il componente meno abbondante è il SOLUTO.

Le soluzioni possono essere Solide (es. leghe metalliche) Liquide (es. acqua del rubinetto) Aeriformi (es. aria)

Le soluzioni liquide Nelle soluzioni liquide il solvente è sempre liquido, mentre il soluto può essere solido, liquido o aeriform e il soluto può essere: Solido Liquido aeriforme Es acqua e sale Es acqua e alcol Es coca cola e anidiride carbonica

LE TECNICHE DI SEPARAZIONE E' POSSIBILE SEPARARE I COMPONENTI DI UN MISCUGLIO CON OPPORTUNE TECNICHE DI SEPARAZIONE: FILTRAZIONE DECANTAZIONE OSEDIMENTAZIONE SETACCIATURA CENTRIFUGAZIONE DISTILLAZIONE ESTRAZIONE CON SOLVENTE CROMATOGRAFIA

La filtrazione Serve per separare un solido da un liquido Oppure un solido da un gas (es. filtro dell'aria)

Decantazione o sedimentazione Serve per separare miscugli eterogenei solido-liquido o liquido-liquido Per effetto della forza di gravità la fase con densità maggiore si stratifica sotto

setacciatura Il setaccio è una rete a maglie più o meno fitte che permette di separare due componenti con diversa granulometria da un miscuglio eterogeneo solido-solido

centrifugazione Permette di separare componenti di un miscuglio eterogeneo solido-liquido o liquido-liquido grazie alla forza centrifuga è più veloce della sedimentazione

Distillazione La distillazione si basa sulla diversa volatilità dei componenti di miscele liquide. Minore è la temperatura di ebollizione, maggiore è la volatilità.

Anche il petrolio viene separato nei vari costituenti attraverso la distillazione

Estrazione con solvente Serve per separare i componenti solubili da quelli insolubili in un dato solvente Ad esempio nella preparazione del tè le foglioline secche vengono messe in acqua calda. L'acqua (solvente) estrae tutte le sostanze solubili (aromi del té), mentre la parte insolubile (cellulosa delle foglie ecc.) viene eliminata per filtrazione (la bustina del tè è un filtro!).

CROMATOGRAFIA 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).

Riassumendo.... Tecnica di separazioneProprietà fisica interessata filtrazioneDimensione delle particelle sedimentazionedensità centrifugazionedensità distillazioneTendenza ad evaporare Estrazione con solvente Tendenza a sciogliersi in un dato solvente CromatografiaAffinità per l'eluente

I sistemi, le osservazioni qualitative e quantitative

introduzione La chimica è la scienza che studia la composizione,la struttura e le trasformazioni della materia. La chimica si basa sulla teoria secondo cui…………………………………... Gli atomi che costituiscono le materie sono ……………….: passano da una ……………………..all'altra, da un …………..all'altro e da un organismo all'altro. Gli atomi del nostro corpo esistevano già prima di noi ed ……………………………………..di noi.

I sistemi Una porzione di materia sulla quale effettuo osservazioni quantitative (misure) e osservazioni qualitative è detto sistema. Una volta che ho definito il mio sistema tutto ciò che non lo comprende viene detto “…………………………..”. Esistono diversi tipi di sistemi, la prima cosa da fare è dunque definire il nostro sistema tipi di SISTEMA aperto ………………………………………………………………………. Chiuso…………………………………………………………………. Isolato…………………………………………………………………….

Osservazioni quantitative Le osservazioni quantitative vediamo ora cosa sono le osservazioni quantitative. Un'osservazione quantitativa presuppone di effettuare una misura con uno ……………..adatto. Quello che misuro sono delle ………………………. le grandezze si possono classificare in …………….ed…………………..

Grandezze intensive ed estensive grandezza INTENSIVA : Non dipende dalla ………………….es densità Grande ESTENSIVA : Dipende …………………………es volume

Grandezze fondamentali e derivate Le grandezze derivate derivano dalla combinazione algebrica delle grandezze ………….. : Es densità ( g derivata) = ……………..( g fondamentale)/ ……………( g derivata)

Richiamiamo alcuni concetti importanti : Cosa vuole dire misurare La misura Che cosa significa misurare una grandezza? Misurare una grandezza significa ………………………..con un’altra grandezza dello stesso tipo scelta come unità di misura

Quali sono le unità di misura di massa, lunghezza e volume? Le unità di misura di massa, lunghezza e volume nel Sistema Internazionale (SI) sono rispettivamente il …………..(kg), il ………….(m) e il ………………..(m3).

Che differenza c’è tra massa e peso? Il peso di un corpo dipende dalla forza di attrazione gravitazionale che agisce su di esso; la massa è una misura della quantità di materia di cui il corpo è costituito

Come si possono scrivere senza troppi zeri i numeri molto grandi o molto piccoli? La notazione scientifica (o esponenziale) consente di scrivere in modo compatto numeri molto grandi o molto piccoli; i numeri sono scritti come prodotti di un fattore compreso tra 1 e 10 e una potenza di 10. Es 1000 =………………. Es 0,001 =………………..

Capitolo 2 osservazioni qualitative Tratto da Esploriamo la chimica Ed Zanichelli modificato da Prof.ssa Dall'Olio Laura e Prof.ssa Faggioli Silvia 1.Gli stati fisici della materia 2.I sistemi omogenei e i sistemi eterogenei 3.i miscugli omogenei ed eterogenei 4.le tecniche di separazione

1. Gli stati fisici della materia Un sistema è…………………….

1. Gli stati fisici della materia La materia può esistere in tre stati fisici, detti stati di aggregazione della materia Stato…………………….; Stato………………………; Stato………………………...

1. Gli stati fisici della materia

Le proprietà caratteristiche dei tre stati di aggregazione della materia SolidoLiquidoAeriforme Volume…………..…………. occupano tutto il …………….disponibile Forma ……………….. assume forma del ……………. assume la forma………………. Densitàalta………….………………. Effetto della pressione incomprimibili comprimibili

I sistemi omogenei e i sistemi eterogenei Si dice fase una porzione di materia che presenta ………………………………………(colore, densità... ) in tutti i suoi punti. Un sistema costituito da una sola fase è detto………………... Un sistema costituito da due o più fasi è detto…………………...

I MISCUGLI Sono formati da più ……………..che posso separare tramite………………………………. Anche i miscugli come i sistemi si dividono in omogenei ed eterogenei

I miscugli eterogenei esempio acqua e olio

Anche la ………….è un miscuglio eterogeneo costituito da piccolissime goccioline di ……………..disperse in aria Particolari miscugli eterogenei

Le ………………….sono costituite da piccoli granellini di solido dispersi in una fase liquida

La ……………è costituita da bollicine di gas disperse in un liquido L’emulsione e’ un miscuglio eterogeneo costituito da goccioline di un ………….disperse in un secondo liquido immiscibile

il latte sembra un miscuglio omogeneo In realtà se lo osserviamo al microscopio, vediamo distintamente ……………..immersi nella fase acquosa. Il latte è un’ emulsione

I miscugli omogenei Sono detti anche……………… il componente più abbondante è il…………………. mentre il componente meno abbondante è il ………………..O.

Le soluzioni possono essere Solide (es…………………………..) Liquide (es………………………) Aeriformi (es………………..)

Le soluzioni liquide Nelle soluzioni liquide il solvente è sempre liquido, mentre il soluto può essere solido, liquido o aeriform e il soluto può essere: Solido Liquido aeriforme Es acqua e sale Es acqua e alcol Es coca cola e anidiride carbonica

LE TECNICHE DI SEPARAZIONE E' POSSIBILE SEPARARE I COMPONENTI DI UN ………………CON OPPORTUNE TECNICHE DI SEPARAZIONE: FILTRAZIONE DECANTAZIONE OSEDIMENTAZIONE SETACCIATURA CENTRIFUGAZIONE DISTILLAZIONE ESTRAZIONE CON SOLVENTE CROMATOGRAFIA

La filtrazione Serve per separare un solido da un liquido Oppure un solido da un gas (es. filtro dell'aria)

Decantazione o sedimentazione Serve per separare miscugli ……………………solido-liquido o ……….-liquido Per effetto della……………………… la fase con densità maggiore si stratifica sotto

setacciatura Il setaccio è una …………a maglie più o meno fitte che permette di separare due componenti con diversa ………………… da un miscuglio…………………….. solido-solido

centrifugazione Permette di separare componenti di un miscuglio eterogeneo solido-liquido o liquido-liquido grazie alla forza………………… è più veloce della sedimentazione

Distillazione La distillazione si basa sulla diversa ………………….dei componenti di miscele liquide. Minore è la temperatura di ebollizione, maggiore è la volatilità.

Anche il ………………viene separato nei vari costituenti attraverso la distillazione

Estrazione con solvente Serve per separare i componenti …………..da quelli insolubili in un dato…………………….. Ad esempio nella preparazione del tè le foglioline secche vengono messe in acqua calda. L'acqua (solvente) estrae tutte le sostanze solubili (aromi del té), mentre la parte insolubile (cellulosa delle foglie ecc.) viene eliminata per filtrazione (la bustina del tè è un filtro!).

CROMATOGRAFIA La cromatografia è il metodo per separare i componenti di un miscuglio che si spostano con ………………diverse su un supporto (fase fissa), trascinati da un …………………… (fase mobile).

Riassumendo.... Tecnica di separazioneProprietà fisica interessata filtrazione……………………….. sedimentazione………………………… centrifugazione……………………………. distillazione……………………………… Estrazione con solvente…………………………………… Cromatografia………………………………..

1)Per le seguenti grandezze decidi : 1) se sono fondamentali o derivate, 2) se sono intensive o estensive Massa, peso, lunghezza, volume, densità, peso specifico 2)Calcola la densità di un materiale sapendo che un Kg di materiale occupa un volume di 3 L 3)Trova la sensibilità del seguente cilindro graduato

Collega i miscugli elencati al tipo di miscuglio Grappa gas - gas Latteliquido - solido Bronzoliquido - liquido Ariasolido - solido Nebbialiquido - gas Quali delle seguenti affermazioni sono vere (V) e quali sono false (F) 1.Una soluzione è un miscuglio omogeneo 2.In una soluzione il componente più abbondante si chiama soluto 3.Tutti i solventi sono uguali 4.Esistono solo soluzioni liquide 5.La solubilità di una sostanza non dipende dalla temperatura

Quali delle seguenti tecniche di separazione non si possono applicare ad un miscuglio omogeneo? 1.Distillazione 2.Filtrazione 3.Estrazione 4.Cromatografia 5.Decantazione Per ogni miscuglio indica la tecnica di separazione più opportuna Grappa setacciatura Acqua e sale cristallizzazione Sabbia e sassi cromatografia Sabbia e acqua distillazione Inchiostro filtrazione

quale tra le seguenti sostanze è un miscuglio e quale una sostanza semplice ? acqua e sale legno sale bicarbonato di potassio ferro rame Cioccolata La distillazione è metodo di separazione utilizzato sia in laboratorio sia nell’industria. Indica i miscugli per i quali è efficace. ( 1 punto) solo per i miscugli eterogenei solido/ liquido soltanto per i miscugli omogenei formati da liquidi tutti i miscugli omogenei eccetto quelli solidi solo i miscugli omogenei liquido/solido

Come si può riottenere l'olio minerale dalla “miscela per motorini”? Ti è caduto il sale per terra e vuoi purificarlo come puoi fare? E' piovuto dentro una cisterna di benzina come possiamo togliere l'acqua? Ti è caduta della segatura di legno dentro un barattolo di olio minerale come puoi recuperare l'olio ed essere sicuro di poterlo riutilizzare nell'auto? Un po’ più difficile