Magari penserete di perdere tempo con argomenti “stupidi”, ma ritengo che un buon modo per conoscere bene la Chimica (e le scienze in generale) sia quello di fissare alcuni concetti base.
Del resto abbiamo detto che la Chimica studia la materia e le sue proprietà, i cambiamenti che in essa avvengono e le energie associate con tali cambiamenti.
Dopo aver quindi definito la materia e i suoi stati fisici, oggi vediamo come possiamo classificarla da un punto di vista chimico.
Torneremo poi sulle misure e sugli strumenti di misura, per affrontare un altro argomento centrale delle Scienze tutte!
ELEMENTI COMPOSTI E MISCELE. La classificazione della materia
In base alla sua composizione, infatti, la materia può essere classificata in
- elementi
- composti
- miscele o miscugli
L’esperienza ci mostra che tutta la materia può essere costituita
- da una singola sostanza
- da miscugli di diverse sostanze (il caso di gran lunga più frequente).
ELEMENTI COMPOSTI E MISCELE: sostanze
In Chimica una SOSTANZA è un materiale che possiede specifiche proprietà, uguali in ogni punto, che non può essere separato in altri materiali per mezzo di processi fisici.
Le sostanze si distinguono in:
- ELEMENTI (SOSTANZE SEMPLICI), quando non possono essere decomposte per mezzo di processi chimici in sostanze più semplici (le sostanze semplici sono formate da atomi di un solo tipo, o isotopi);
- COMPOSTI (Sostanze composte), quando sono formate da due o più elementi, CHIMICAMENTE DIFFERENTI, combinati secondo determinati rapporti fissi, identici in qualunque porzione di materia considerata (i composti, per mezzo di processi chimici, possono essere separati negli elementi costituenti).
MISCUGLI O MISCELE
I miscugli risultano dall’unione fisica di due o più sostanze e hanno una composizione e quindi proprietà chimiche e fisiche VARIABILI in un ampio intervallo. I miscugli si distinguono in:
- ETEROGENEI, quando i componenti sono distinguibili a occhio nudo o con l’ausilio di un microscopio (una sospensione è un miscuglio eterogeneo tra un solido e un liquido; un’emulsione è un miscuglio eterogeneo tra due liquidi immiscibili). Si dice che i miscugli eterogenei sono formati da due o più fasi (ovvero da due o più porzioni omogenee)
- OMOGENEI O SOLUZIONI, quando i componenti non sono più distinguibili, neppure al microscopio. Si dice che i miscugli omogenei sono formati da un’UNICA FASE. I miscugli omogenei sono anche detti soluzioni. E di queste ci occuperemo in abbondanza!
IN PRATICA : LA SOSTANZA HA UNA COMPOSIZIONE FISSA, I MISCUGLI HANNO INVECE COMPOSIZIONE VARIABILE
I componenti di un miscuglio (omogeneo o eterogeneo) possono essere isolati per mezzo di opportune tecniche di separazione basate su operazioni fisiche o meccaniche.
ELEMENTI COMPOSTI E MISCELE : gli elementi
Come possiamo capire da quanto detto finora, un ELEMENTO è il tipo più semplice di materia con proprietà chimiche e fisiche UNICHE. Un elemento è formato DA UN SOLO TIPO DI ATOMI e non può quindi essere separato in un tipo di materia più semplice con metodi chimici o fisici.
Parleremo presto di atomi e molecole ma già sappiamo che ogni elemento ha un nome ben preciso: ossigeno, rame, ferro…
Un pezzo di rame contiene solo atomi di rame. Le sue proprietà macroscopiche (colore, densità, ecc) sono diverse da quelle di un pezzo di ferro, perché a livello microscopico le proprietà degli atomi di rame sono diverse da quelle degli atomi di ferro.
IN PRATICA : OGNI ELEMENTO E’ UNICO PERCHÉ UNICHE SONO LE PROPRIETÀ DEI SUOI ATOMI
Ad oggi conosciamo 118 elementi chimici:
- 94 esistenti in natura,
- 24 prodotti in laboratorio, detto elementi artificiali.
A ciascun elemento è attribuito un simbolo chimico, cioè un’abbreviazione che lo rappresenta universalmente. Vedremo in seguito che essi sono classificati per mezzo della TAVOLA PERIODICA.
ELEMENTI COMPOSTI E MISCELE : i composti
Un composto è formato DA DUE O PIÙ ELEMENTI DIVERSI, legati tra loro chimicamente e presenti in precisi rapporti di massa.
Spesso i composti sono formati da molecole costituite da due o più atomi di elementi diversi.
Per esempio, l’acqua è un COMPOSTO formato dall’unione di due elementi : idrogeno e ossigeno, uniti da un legame chimico.
A differenza degli elementi, i composti possono essere separati in sostanze più semplici (gli elementi che li compongono).
ELEMENTI COMPOSTI E MISCELE : i miscugli
Come detto, un miscuglio è formato da due o più sostanze (elementi e/o composti), che sono FISICAMENTE mescolati tra loro.
A differenza di quanto avviene nei composti, in cui ogni parte ha una stessa massa, per le miscele la massa può variare in ogni sua parte. Per esempio campioni di aria prelevati in luoghi diversi avranno diversa composizione.
RICORDA : l’aria è una miscela!
Mentre inoltre i composti possono essere separati solo mediante trasformazioni chimiche, i miscugli, omogenei o eterogenei, possono essere separati nei loro componenti per mezzo di trasformazioni fisiche.
ELEMENTI COMPOSTI E MISCELE. In conclusione
Mettendo insieme quanto detto, possiamo concludere che tutta la materia è composta di ELEMENTI, cioè da sostanze pure che non possono essere separate in sostanze più semplici.
Vedremo poi quanto questa osservazione ci porterà lontano…