Materia intorno a noi - appunti (nani)

Materie:	Appunti
Categoria:	Chimica
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LA MATERIA INTORNO A NOI
GLI STATI FISICI DELLA MATERIA
E’ materia tutto ciò che possiede una massa e che perciò occupa uno spazio.
La materia si può presentare in tre diversi stati di aggregazione:
• solido = ha un volume proprio e una forma definita ed è praticamente incomprimibile
• liquido = è incomprimibile, ha un volume proprio, ma assume la forma del recipiente che lo contiene
• aeriforme = può essere facilmente compresso e non ha né volume proprio né una propria forma. Qui bisogna distinguere tra
1. gas = a pressione atmosferica normale e a temperatura ambiente è aeriforme
2. vapore = deriva dalla trasformazione di sostanze che a pressione atmosferica e a temperatura ambiente sono liquide o solide
Gli aeriformi diffondono rapidamente, cioè tendono a occupare rapidamente tutto lo spazio che hanno a disposizione, mescolandosi con altri aeriformi.
LA NATURA PARTICELLARE DELLA MATERIA
La materia è costituita da particelle e da qui viene la teoria particellare della materia.

dice che:
1. tutta la materia è costituita da particelle così piccole che non possono essere direttamente osservate
2. le particelle si attraggono fra di loro e sono in continuo movimento
3. l’energia delle particelle aumenta all’aumentare della temperatura e in corrispondenza si riducono le forze di attrazione reciproche.
• Stato solido = le particelle hanno una minima possibilità di movimento
• stato liquido = le particelle possiedono maggiore energia e sono in grado di oscillare e scorrere le une sulle altre
• stato aeriforme = le particelle sono dotate di energia molto maggiore e le forze di attrazione sono minime
SISTEMI OMOGENEI E SISTEMI ETEROGENEI
Tutti i corpi costituiscono dei sistemi

un certo insieme di materia distinto dall’ambiente circostante
Una qualsiasi materia viene chiamata materiale. I vari tipi di materiale sono anche indicati come fasi

porzione di materia delimitata da superfici nette e che sia caratterizzata in tutte le sue parti dalle stesse proprietà (colore, densità, composizione...)
p
si può distinguere tra:
• sistema omogeneo = è costituito da una sola fase
• sistema eterogeneo = è costituito da due o più fasi
LE MISCELE
E’ assai raro che i corpi che ci circondano siano formati da un solo tipo di materiale; in realtà essi sono costituiti dalla mescolanza più o meno intima di più materiali differenti, sono cioè miscele. Possono essere:
1. miscele eterogenee =
• costituiscono sistemi eterogenei
• sono quelle in cui si possono facilmente distinguere due o più componenti; quindi è costituita da fasi differenti
• sono comunemente chiamate anche miscugli.
* quando un miscuglio è costituito da due o più liquidi che sono immiscibili, questo prende anche il nome di emulsione
* quando è costituito da un liquido e un solido è denominato sospensione.
2. miscele omogenee =
• costituiscono sistemi omogenei
• quando si uniscono un liquido e una sostanza solubile (acqua-zucchero) si forma una miscela omogenea detta anche soluzione.
I PASSAGGI DI STATO
La materia, al variare della temperatura e di pressione, può cambiare il suo stato fisico; subisce cioè un passaggio o cambiamento di stato.
FUSIONE E SOLIDIFICAZIONE
La fusione è il passaggio dallo stato solido a quello liquido.
La solidificazione è il passaggio dallo stato liquido a quello solido.
La teoria particellare della materia consente di interpretare che cosa accade all’interno della sostanza durante la fusione: le particelle diventano più mobili man mano che assorbono calore, perdendo la struttura ordinata che possedevano allo stato solido.
La temperatura alla quale un corpo solido fonde è la stessa alla quale lo stesso corpo liquido solidifica; essa viene chiamata temperatura di fusione o di solidificazione.
EVAPORAZIONE E CONDENSAZIONE
L’evaporazione è il passaggio dallo stato liquido a quello di vapore
Questo processo interessa soltanto la parte superficiale del liquido; durante il processo di ebollizione tutta la massa liquida tende a passare allo stato di vapore (temperatura di ebollizione)
La condensazione è il passaggio dallo stato di vapore a quello liquido.
Nel caso dei gas il passaggio dallo stato aeriforme a quello di liquido prende il nome di liquefazione
SUBLIMAZIONE E BRINAMENTO
La sublimazione è il passaggio diretto dallo stato solido a quello di vapore
Il brinamento è il passaggio diretto dallo stato di vapore a quello solido
sublimazione AERIFORME
E
N condensazione
E LIQUIDO
R fusione evaporazione
G
I
A
solidificazione brinamento
SOLIDO
ALCUNE OSSERVAZIONI SUI PASSAGGI DI STATO
I passaggi di stato sono trasformazioni reversibili

è possibile tornare al punto di partenza eseguendo esattamente le operazioni inverse a quelle che avevano portato al punto finale della trasformazione stessa, ottenendo esattamente gli effetti opposti
LA SEPARAZIONE DEI COMPONENTI DI UNA MISCELA
Attraverso opportuni metodi di separazione è possibile isolare i componenti di una miscela.
MISCELE ETEROGENEE
1. Separazione di un solido da un liquido. Si possono applicare tre metodi:
• Decantazione (acqua e sabbia): si lascia prima depositare (sedimentare) il solido sul fondo del recipiente, poi si procede alla decantazione del liquido
• Filtrazione (tè): la parte solida che rimane sul filtro si chiama residuo solido, mentre il liquido che passa attraverso il filtro si chiama filtrato
• Centrifugazione: si impiega soltanto in quei casi in cui la sostanza solida da separare:
I. sia presente in particelle molto piccole
II. abbia una densità molto vicina a quella del liquido.
La sospensione del solido nel liquido viene posta in una provetta che viene fatta ruotare a velocità elevata in una centrifuga
2. Separazione di un liquido da un liquido (acqua e olio). Per separare 2 liquidi immiscibili fra di loro si usa un imbuto separatore (fig 1.18). Il liquido più pesante si raccoglie in un becher aprendo il rubinetto; il liquido più leggero rimane nell’imbuto separatore
3. Separazione di un solido da altri solidi. Si possono applicare due metodi:
• Cristallizzazione: si usa per ottenere una sostanza allo stato puro separandola dalle sue impurità. Bisogna:
I. far sciogliere a caldo in un solvente adatto la sostanza da purificare
II. lasciar raffreddare lentamente la soluzione così ottenuta.
Si fa così perché:
a) all’abbassarsi della temperatura diminuisce la solubilità della sostanza
b) quest’ultima precipita come corpo di fondo sotto forma di cristalli puri che possono essere separati per filtrazione
Questo processo è quello seguito nell’industria per produrre cloruro di sodio
• Sublimazione: si usa per ottenere lo ionio dalle alghe marine e per purificare la naftalina. Per utilizzare questo processo basta riscaldare un miscuglio allo stato solido e così le sostanze che sublimano si depositeranno in forma di cristalli sulle pareti fredde di un imbuto di vetro capovolto.
MISCELE OMOGENEE
Qui esamineremo la separazione dei componenti di una miscela omogenea allo stato liquido:
1. Distillazione semplice (acqua - sale): il processo in cui una sostanza allo stato liquido viene separata da altre sostanze solide disciolte oppure da altri liquidi che abbiano una temperatura di ebollizione diversa. Le fasi del processo sono le seguenti:
• si riscalda la soluzione in un apparecchio di distillazione (pallone di vetro, termometro, refrigerante, bicchiere di raccolta, becco Busen, 3piedi, reticella).
• l’ebollizione si verifica ad una temperatura superiore ai 100°C
• il vapore acqueo, passando attraverso il refrigerante, ritorna allo stato liquido
• nel pallone rimane il sale allo stato solido
Comprende due passaggi di stato:
• evaporazione = la sostanza passa dallo stato liquido allo stato di vapore
• condensazione = la sostanza passa dallo stato di vapore allo stato liquido
2. Distillazione frazionata (acqua - alcol): i componenti di una soluzione hanno punti di ebollizione molto vicini. Le fasi del processo sono le seguenti:
• la soluzione riscaldata bolle
• i vapori di alcol mescolati con il vapore acqueo riscaldano la colonna
• i vapori di alcol passano in testa alla colonna
• il vapore acqueo ricade nel palloncino sotto forma di liquido (la temperatura nella colonna è inferiore a 100°C)
• i vapori di alcol si condensano nel palloncino di raccolta