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3.4: Classificare la materia in base alla sua composizione

by admin

Obiettivi formativi

  • Spiegare la differenza tra una sostanza pura e una miscela.
  • Spiega la differenza tra un elemento e un composto.
  • Spiegare la differenza tra una miscela omogenea e una miscela eterogenea.

Un modo utile per organizzare la nostra comprensione della materia è pensare a una gerarchia che si estende dal più generale e complesso al più semplice e fondamentale (Figura \(\PageIndex{1}\)). 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 (il che significa che è la stessa ovunque) e proprietà costanti in tutto il campione (il che significa che esiste un solo insieme di proprietà come punto di fusione, colore, punto di ebollizione, ecc. tutta la questione). Un materiale composto da due o più sostanze è una miscela. Elementi e composti sono entrambi esempi di sostanze pure. Una sostanza che non può essere scomposta in componenti chimicamente più semplici è un elemento. L’alluminio, che viene utilizzato nelle lattine di soda, è un elemento. Una sostanza che può essere scomposta in componenti chimicamente più semplici (perché ha più di un elemento) è un composto. Ad esempio, l’acqua è un composto composto dagli elementi idrogeno e ossigeno. Oggi ci sono circa 118 elementi nell’universo conosciuto. Al contrario, gli scienziati hanno identificato decine di milioni di composti diversi fino ad oggi.

Figura \(\PageIndex{1}\): Relazioni tra i tipi di materia e i metodi utilizzati per separare le miscele

Il sale da tavola ordinario è chiamato cloruro di sodio. È considerato una sostanza perché ha una composizione uniforme e definita. Tutti i campioni di cloruro di sodio sono chimicamente identici. L’acqua è anche una sostanza pura. Il sale si dissolve facilmente in acqua, ma l’acqua salata non può essere classificata come sostanza perché la sua composizione può variare. Si può sciogliere una piccola quantità di sale o una grande quantità in una data quantità di acqua. Una miscela è una miscela fisica di due o più componenti, ognuno dei quali mantiene la propria identità e proprietà nella miscela. Solo la forma del sale viene cambiata quando viene sciolta in acqua. Mantiene la sua composizione e proprietà.

Una miscela omogenea è una miscela in cui la composizione è uniforme in tutta la miscela. L’acqua salata sopra descritta è omogenea perché il sale disciolto è distribuito uniformemente su tutto il campione di acqua salata. Spesso è facile confondere una miscela omogenea con una sostanza pura perché sono entrambi uniformi. La differenza è che la composizione della sostanza è sempre la stessa. La quantità di sale nell’acqua salata può variare da un campione all’altro. Tutte le soluzioni sono considerate omogenee perché il materiale disciolto è presente nella stessa quantità in tutta la soluzione.

Una miscela eterogenea è una miscela in cui la composizione non è uniforme in tutta la miscela. La zuppa di verdure è una miscela eterogenea. Ogni dato cucchiaio di zuppa conterrà quantità variabili delle diverse verdure e altri componenti della zuppa.

Fase

Una fase è qualsiasi parte di un campione che ha una composizione e proprietà uniformi. Per definizione, una sostanza pura o una miscela omogenea consiste in una singola fase. Una miscela eterogenea consiste di due o più fasi. Quando l’olio e l’acqua sono combinati, non si mescolano uniformemente, ma formano invece due strati separati. Ciascuno dei livelli è chiamato una fase.

Esempio \(\PageIndex{1}\)

Identificare ogni sostanza come un composto, un elemento, una miscela eterogenea o una miscela omogenea (soluzione).

  1. filtrate il tè
  2. succo d’arancia appena spremuto
  3. cd
  4. ossido di alluminio, una polvere bianca che contiene un 2:3 rapporto di alluminio e atomi di ossigeno
  5. selenio

Date: una sostanza chimica

Chiesto: la sua classificazione

Strategia:

  1. Decidere se una sostanza è chimicamente pura. Se è puro, la sostanza è un elemento o un composto. Se una sostanza può essere separata nei suoi elementi, è un composto.
  2. Se una sostanza non è chimicamente pura, è una miscela eterogenea o una miscela omogenea. Se la sua composizione è uniforme in tutto, è una miscela omogenea.

Soluzione

  1. A) Il tè è una soluzione di composti in acqua, quindi non è chimicamente puro. Di solito è separato dalle foglie di tè per filtrazione.
    B) Poiché la composizione della soluzione è uniforme in tutto, è una miscela omogenea.
  2. A) Il succo d’arancia contiene particelle di solido (polpa) e liquido; non è chimicamente puro.
    B) Poiché la sua composizione non è uniforme in tutto, il succo d’arancia è una miscela eterogenea.
  3. A) Un compact disc è un materiale solido che contiene più di un elemento, con regioni di diverse composizioni visibili lungo il suo bordo. Quindi, un compact disc non è chimicamente puro.
    B) Le regioni di diversa composizione indicano che un compact disc è una miscela eterogenea.
  4. A) L’ossido di alluminio è un singolo composto chimicamente puro.
  5. A) Il selenio è uno degli elementi noti.

Esercizio \(\PageIndex{1}\)

Identificare ogni sostanza come un composto, un elemento, una miscela eterogenea o una miscela omogenea (soluzione).

  1. vino bianco
  2. mercurio
  3. condimento per insalata in stile ranch
  4. zucchero da tavola (saccarosio)

Risposta a: miscela omogenea (soluzione) Risposta b: elemento Risposta c: miscela eterogenea Risposta d: composto

Esempio \(\PageIndex{2}\)

Come un chimico categorizzerebbe ogni esempio di materia?

  1. acqua salata
  2. suolo
  3. acqua
  4. ossigeno

Soluzione

  1. L’acqua salata agisce come se fosse una singola sostanza anche se contiene due sostanze: sale e acqua. L’acqua salata è una miscela omogenea o una soluzione.
  2. Il terreno è composto da piccoli pezzi di una varietà di materiali, quindi è una miscela eterogenea.
  3. L’acqua è una sostanza. Più specificamente, poiché l’acqua è composta da idrogeno e ossigeno, è un composto.
  4. L’ossigeno, una sostanza, è un elemento.

Exercise \(\PageIndex{2}\)

Come classificherebbe un chimico ogni esempio di materia?

  1. caffè
  2. idrogeno
  3. un uovo

Risposta a: una miscela omogenea (soluzione), supponendo che il caffè filtrato Risposta b: elemento di Risposta c: miscela eterogenea

Sommario

Materia, possono essere classificati in due grandi categorie: sostanze e miscele pure. Una sostanza pura è una forma di materia che ha una composizione costante e proprietà costanti in tutto il campione. Le miscele sono combinazioni fisiche di due o più elementi e/o composti. Le miscele possono essere classificate come omogenee o eterogenee. Elementi e composti sono entrambi esempi di sostanze pure. I composti sono sostanze che sono costituite da più di un tipo di atomo. Gli elementi sono le sostanze più semplici costituite da un solo tipo di atomo.

Vocabolario

  • Elemento: una sostanza che è composta da un solo tipo di atomo.
  • Composto: una sostanza che si compone di più di un tipo di atomo legato insieme.
  • Miscela: una combinazione di due o più elementi o composti che non hanno reagito per legare insieme; ogni parte della miscela mantiene le proprie proprietà.

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