Sistemi omogenei ed eterogenei a.s. 2010-11

Sistemi omogenei e sistemi eterogenei Un sistema è una porzione delimitata di materia

Sistemi omogenei e i sistemi eterogenei Si definisce fase una porzione di materia fisicamente distinguibile e delimitata che ha proprietà intensive uniformi Quando un sistema è costituito da una sola fase si dice che è omogeneo Quando un sistema è costituito da due o più fasi si dice che è eterogeneo

Miscugli omogenei e miscugli eterogenei • Un sistema formato da due o più sostanze pure è un miscuglio. • I miscugli hanno composizione chimica variabile

Miscugli omogenei e miscugli eterogenei Una soluzione è un miscuglio di due o più sostanze fisicamente omogeneo. Il componente più abbondante della soluzione si chiama solvente, gli altri si chiamano soluti Un miscuglio eterogeneo è formato da componenti chimicamente definiti e da fasi fisicamente distinguibili

Miscugli omogenei e miscugli eterogenei I miscugli eterogenei possono presentare aspetti anche molto diversi al variare dello stato di aggregazione delle fasi che li costituiscono La schiuma, la nebbia, il fumo e l’emulsione sono esempi di miscugli eterogenei in fasi diverse

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 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 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

Tecniche di separazione delle miscele eterogenee (solido/liquido = sospensioni) Decantazione: si usa per separare i componenti di una sospensione (es. sabbia in acqua) Centrifugazione: se il solido resta in sospensione per tempi lunghi (es. argilla in acqua). Si sfrutta la forza centrifuga che spinge le particelle di solido, più dense, verso il fondo della provetta. Il liquido, al di sopra, viene poi decantato La filtrazione è il metodo per separare, per mezzo di filtri, i materiali solidi da un miscuglio liquido o gassoso.

Tecniche di separazione delle miscele eterogenee (liquido/liquido = emulsioni) L’estrazione è il metodo per separare i componenti di un miscuglio per mezzo di un solvente. Si sfrutta la loro diversa solubilità nel solvente, utilizzando un imbuto separatore

Tecniche di separazione delle miscele eterogenee (solido/solido) Cristallizzazione: Le sostanze cristalline impure possono essere purificate per cristallizzazione da un opportuno solvente. La maggior parte delle sostanze è più solubile nei solventi caldi piuttosto che in quelli freddi e le impurezze presenti hanno solubilità diversa rispetto a quella dei composti da purificare. Il processo di cristallizzazione prevede di: sciogliere la sostanza impura nella minima quantità di solvente alla temperatura di ebollizione filtrare la soluzione calda per rimuovere le impurezze insolubili raffreddare la soluzione in modo che la sostanza disciolta cristallizzi

Tecniche di separazione delle miscele eterogenee (solido/solido) Sublimazione:si sfrutta il passaggio diretto dallo stato solido a vapore. Questo fenomeno si verifica per diversi materiali in cui le molecole sono legate debolmente tra loro, per cui basta un modesto aumento di temperatura perché si separino e si disperdano sotto forma di gas. Lo iodio, ad es., se riscaldato, da origine ad evidenti vapori di colore viola intenso Si mette nella capsula una piccola quantità di scaglie di Iodio, si pone la capsula sulla fiamma. Dopo qualche secondo si vedranno alzarsi vapori di Iodio intensamente colorati di viola, in brevissimo tempo lo Iodio messo nella capsula scomparirà completamente senza lasciare traccia. Se al momento in cui si sviluppano i vapori si mette ad una decina di centimetri sopra la capsula un beker contenete acqua fredda, i vapori di Iodio andranno a condensarsi sotto il fondo dove formeranno dei cristalli violetti di Iodio puro, il raffreddamento determinerà il passaggio diretto dallo stato gassoso allo stato solido.

Tecniche di separazione delle miscele omogenee (allo stato liquido = soluzioni) La distillazione si basa sulla diversa volatilità dei componenti di miscele liquide. Minore è la temperatura di evaporazione, maggiore è la volatilità

Tecniche di separazione delle miscele omogenee (allo stato liquido = soluzioni) La distillazione frazionata si basa sul fatto che i componenti della soluzione hanno punti di ebollizione vicini I vapori risalgono attraverso una colonna di frazionamento, in cui la temperatura diminuisce gradualmente. Per cui i componenti meno volatili della miscela ricondensano e ricadono nel pallone, mentre quelli più volatili raggiungono il condensatore

Tecniche di separazione delle miscele omogenee (allo stato liquido = soluzioni) 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) Si basa sul principio dell’adsorbimento selettivo

Tecniche di separazione Miscele eterogenee Miscele omogenee Stato fisico componenti Tecnica Solido – liquido Decantazione Filtrazione Centrifugazione Distillazione semplice Liquido – liquido Centrifugazione, imbuto separatore Distillazione frazionata Solido – solido Cristallizzazione Sublimazione Materiale organico Cromatografia

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1. Dalle trasformazioni fisiche alle trasformazioni chimiche Le trasformazioni chimiche della materia 1. Dalle trasformazioni fisiche alle trasformazioni chimiche Nelle trasformazioni chimiche le sostanze originarie si dicono reagenti, le nuove sostanze prendono il nome di prodotti reagenti prodotti Le trasformazioni chimiche possono presentare alcuni cambiamenti caratteristici, quali: • formazione di bollicine; • variazione di colore; • formazione o scomparsa di un solido; • liberazione di prodotti gassosi profumati o maleodoranti; • riscaldamento o raffreddamento del recipiente in cui avviene la reazione, senza che sia stato fornito o sottratto calore dall’esterno

Le trasformazioni chimiche della materia 2. Elementi e composti Le trasformazioni chimiche della materia Sappiamo che è possibile isolare da un miscuglio una o più sostanze pure. La maggior parte di queste sostanze può subire una trasformazione chimica e produrre sostanze più semplici. Altre sostanze resistono a qualsiasi tipo di trasformazione in sostanze più elementari. Le sostanze pure formate da componenti più semplici si chiamano composti Le sostanze che non possono essere trasformate in sostanze più semplici si chiamano elementi

2. Elementi e composti