La materia e le sue trasformazioni 2
Sintesi
Come è fatta la materia? Che cosa sono sostanze, elementi, composti, atomi e molecole?
Le sostanze, o sostanze pure, sono i vari tipi di materia; si può dire anche che una sostanza è un corpo che possiede proprietà caratteristiche, come per esempio una precisa densità, un punto di fusione definito. Gli atomi sono le piccolissime particelle che compongono la materia. Gli elementi sono sostanze costituite da un solo tipo di atomi; esistono in natura circa 100 elementi diversi, cioè circa 100 tipi diversi di atomi. Un elemento è una sostanza pura che non può essere scomposta per ottenere un’altra sostanza pura. I composti sono sostanze costituite da diversi tipi di atomi. Un composto è una sostanza pura che si può scomporre in sostanze pure più semplici, detti elementi. In certi tipi di composti e in alcuni elementi gli atomi sono legati tra di loro in molecole. 3
Che cosa sono i simboli e le formule?
Ogni elemento è individuato da un simbolo, costituito da una lettera maiuscola o da due lettere, una maiuscola a l’altra minuscola. La tavola periodica (vedi la tavola in fondo al volume) è una tabella che riporta i simboli di tutti gli elementi, insieme ad altre informazioni che li riguardano. Ogni composto è rappresentato da una formula, che indica quali elementi sono presenti nel composto e in che proporzione. Anche alcuni elementi sono formati da atomi dello stesso tipo legati tra loro e sono rappresentati da una formula. Esempi • Simboli degli elementi: idrogeno: H; ossigeno: O; oro: Au; rame: Cu. • H2O è la formula dell’acqua e indica che ci sono due atomi di idrogeno per ogni atomo di ossigeno (Fig. 1.1). • O2 è la formula dell’ossigeno e indica che le molecole di ossigeno sono formate da due atomi di ossigeno.
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atomo di idrogeno
molecola di acqua
atomo di idrogeno
atomo di ossigeno
Figura 1.1
Che tipi di miscugli ci sono e come si possono separare?
Un miscuglio è un corpo costituito da diverse sostanze. Ci sono due tipi di miscugli: • i miscugli omogenei, o soluzioni, sono formati da più sostanze che non si possono distinguere le une dalle altre perché sono mescolate in modo uniforme; i miscugli omogenei possiedono una composizione uniforme in tutte le loro parti; • i miscugli eterogenei sono miscugli che non presentano un aspetto uniforme, in cui i componenti si possono distinguere tra loro; anche la loro composizione non è uniforme. Esempio Acqua e sale da cucina costituiscono una soluzione; acqua e sabbia costituiscono un miscuglio eterogeneo. I metodi di separazione servono a separare le varie sostanze presenti in un miscuglio.Ci sono vari metodi di separazione, alcuni sono riportati nella Tab. 1.3. Tabella 1.3 Alcuni metodi di separazione-purificazione
Nome
Come funziona
Filtrazione
Si fa passare il miscuglio in un filtro che trattiene le particelle solide (Fig. 1.2)
Centrifugazione
Si utilizza uno strumento (la centrifuga) che fa ruotare velocemente il miscuglio in una provetta modo che le componenti più pesanti si depositino sul fondo
Estrazione
Si unisce al campione un liquido adatto a sciogliere uno dei componenti del miscuglio, che viene così estratto dal miscuglio (Fig. 1.3)
Distillazione
Si usa per i liquidi: si riscalda il miscuglio in modo da trasformare il liquido in vapore, il vapore viene poi raffreddato e si ottiene il liquido puro; se sono presenti due liquidi la separazione avviene sulla base dei diversi punti di ebollizione (Fig. 1.4)
Cromatografia
Nella cromatografia su carta si pone il campione su di una estremità di una striscia di carta e si immerge la stessa estremità in un solvente, in modo che questo salga lungo la striscia; il solvente salendo separa i componenti del campione, perché quelli che si sciolgono meglio percorrono più strada sulla striscia
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