Fondamenti della Materia: Stati Fisici, Composizione Chimica e Miscele

Stati della Materia

Gas

Un gas tende ad occupare l'intero volume del contenitore. La massa del gas rimane la stessa anche modificando le dimensioni del recipiente che lo contiene. I gas sono molto sensibili alle variazioni di temperatura.

Liquidi

I liquidi hanno volume costante. Si adattano alla forma del recipiente. Si espandono (o "gonfiano") molto meno dei gas.

Solidi

I solidi hanno volume costante e forma fissa. Si deformano in un certo modo, ma meno dei liquidi.

Cambiamenti di Stato

Evaporazione

L'evaporazione è il passaggio dallo stato liquido a quello gassoso che avviene alla superficie del liquido.

Ebollizione

L'ebollizione è un tipo di vaporizzazione in cui, in particolari condizioni, il cambiamento di stato può avvenire all'interno della massa del liquido. Il gas che si forma crea delle bollicine che salgono verso la superficie e fuoriescono.

Principali Transizioni di Fase

• Da Solido a Liquido: Fusione
• Da Liquido a Gas/Vapore: Vaporizzazione (che include evaporazione ed ebollizione)
• Da Solido a Gas/Vapore: Sublimazione
• Da Gas/Vapore a Solido: Sublimazione inversa (o Brinamento / Deposizione)
• Da Gas/Vapore a Liquido: Condensazione

Sostanze Pure

Le sostanze pure sono quelle che hanno proprietà caratteristiche che le differenziano dalle altre.

Composti ed Elementi

Le sostanze pure che possono essere scomposte in sostanze più semplici attraverso reazioni chimiche sono i composti.

Gli elementi sono sostanze pure che non possono essere scomposte in altre più semplici con mezzi chimici ordinari.

Esempi di Elementi

Idrogeno (H): È l'elemento chimico più abbondante nell'universo. È un gas a temperatura ambiente ed è l'elemento predominante nelle stelle.

Elio (He): È un gas nobile incolore, inodore e insapore.

Atomi e Molecole

La materia è costituita da particelle microscopiche. Tutto ciò che possiamo vedere, odorare, toccare, ecc., è formato da particelle, che possono essere atomi o molecole (aggregati di atomi).

Struttura della Materia

Struttura dei Liquidi

Nei liquidi, le forze di attrazione tra le particelle sono abbastanza intense da tenerle vicine, impedendo loro di separarsi eccessivamente. Il movimento delle particelle è più limitato rispetto ai gas, ma esse possono scorrere le une sulle altre, permettendo al liquido di fluire e adattarsi alla forma del contenitore.

Struttura dei Solidi

Nei solidi, le particelle sono disposte in modo ordinato e molto vicine tra loro, con forze attrattive ancora più intense rispetto ai liquidi. Le particelle nei solidi non sono libere di muoversi, ma vibrano attorno a posizioni fisse in un reticolo cristallino (nella maggior parte dei casi).

Miscele

La maggior parte delle sostanze che incontriamo in natura sono miscele. In una miscela, ogni sostanza che la costituisce, detta componente, mantiene la propria identità e le proprie proprietà chimiche.

Miscele Omogenee

Nelle miscele omogenee, i componenti non si distinguono né ad occhio nudo né con l'ausilio di un microscopio ottico; la composizione è uniforme in ogni sua parte.

Soluzioni

Una soluzione è un tipo di miscela omogenea costituita da un solvente (il componente presente in maggior quantità) e uno o più soluti (i componenti presenti in minor quantità, disciolti nel solvente). Tanto il soluto quanto il solvente possono trovarsi allo stato liquido, solido o gassoso.

Miscele Eterogenee

Nelle miscele eterogenee, i componenti si distinguono facilmente, spesso anche a occhio nudo, e la composizione non è uniforme in ogni sua parte.

Solubilità

La solubilità indica la massima quantità di un soluto che può sciogliersi in una data quantità di solvente a una specifica temperatura. Il valore della solubilità dipende dalla natura del soluto, del solvente e dalla temperatura.

Generalmente, per uno stesso solvente, la solubilità dei solidi aumenta con l'aumentare della temperatura, mentre la solubilità dei gas diminuisce con l'aumentare della temperatura.