Elementi, composti, miscugli Un elemento è una sostanza pura che non può essere divisa in sostanze più semplici. Le sue molecole sono tutte uguali. Il composto è formato da sostanze pure scomponibili in sostanze più semplici (elementi). Nel composto gli elementi sono legati intimamente fra loro grazie ai legami chimici. I composti sono identificati con una formula chimica. Le molecole di un composto sono uguali fra loro; la composizione di un composto è dunque omogenea. Separare dei composti può essere impegnativo in quanto richiede la rottura di legami chimici. Un miscuglio è un insieme di sostanze pure e di composti, mescolate (non legate!) fra loro in maniera più o meno intima. I miscugli sono identificati dalle percentuali di elementi o composti di cui sono formati. Ad esempio l’aria è formata per circa il 70% da azoto (N) e per il 30% da ossigeno (O). Se nel miscuglio si possono distinguere ad occhio nudo e separare le parti di materia che lo compongono (es. sabbia, granito) si parla di miscuglio eterogeneo, in caso contrario di miscuglio omogeneo. I miscugli omogenei sono detti anche le soluzioni. Molte soluzioni hanno come solvente l’acqua. Esempio di elementi (E), composti (C) e miscugli (M, sia omogenei, sia eterogenei) Sostanza Magnesio Aria Cloruro di sodio (NaCl) Thé Acqua distillata Granito Caffè macinato Sangue E/C/M E M (omogeneo) C M (omogeneo) C M (eterogeneo) M (eterogeneo) M (omogeneo) Sostanza Zucchero o Saccarosio (C12H22O11) Ammoniaca (NH3) Acqua gassata Ferro Liquore Zolla di terra Acetone (C3H6O) Sale da cucina (NaCl) E/C/M C C M (omogeneo) E M (omogeneo) M (eterogeneo) C C Le soluzioni Le soluzioni sono dunque miscugli omogenei; sono miscele di due o più sostanze. La sostanza che si ‘scioglie’ si chiama SOLUTO, quella in cui le particelle della sostanza si ‘sciolgono’ si chiama SOLVENTE. In una soluzione è presente un solo solvente mentre ci possono essere più soluti. Soluzione = soluto + solvente ; per ricavare il soluto (o il solvente) avendo la soluzione basta sottrarre: Soluto: soluzione – solvente Solvente= soluzione – soluto Ci sono soluzioni nei diversi stati di aggregazione della materia (liquido, solido, gassoso) Le soluzioni liquide si ottengono sciogliendo in un liquido (solvente) un altro liquido, un solido o un gas Le soluzioni solide si ottengono sciogliendo un solido in un altro solido Le soluzioni gassose sono formate da un gas miscelato con altri gas (uno o più di uno) Esempi di soluzioni (o miscugli) Miscugli aria Acqua gassata liquore Acqua minerale stato della materia gas gas liquido gas liquido liquido liquido solido Concentrazione soluzioni – IV C Bergese - 2015-16 solvente azoto acqua acqua acqua soluto ossigeno Anidride carbonica Alcool etilico Sali minerali Leghe metalliche: bronzo Solido solido Rame (85%-90%) Stagno (15%-10%) Una soluzione si dice satura quando a quella temperatura non è possibile sciogliere altro soluto nel solvente (la quantità disciolta è la massima possibile) La solubilità è la massima quantità di soluto che può essere sciolta in una determinata quantità di solvente Concentrazione di soluzioni La concentrazione mette in relazione le quantità dei componenti di un miscuglio. Fra i modi di esprimere la concentrazione: parti per milione, % in peso, % in volume Concentrazione in parti per milione p.p.m (parti per milione) equivale a mg/l. Indica i mg di soluto presenti in 1 litro o in 1 kg di soluzione Corrisponde alle parti di soluto presenti in un milione (1000000) di parti di soluzione Concentrazione percentuale in peso % in peso grammi di soluto /100 grammi soluzione Esempio: Determinare la percentuale in peso di una soluzione di 70 g che contiene 15 g di soluto. 15: 70 = x : 100 x= 15/70*100 x= 21,4% Esempio: Trovare la percentuale in peso di una soluzione contenente 15 g di soluto in 55 g di solvente. Occorre trovare il peso della soluzione che è dato da soluto + solvente 15 + 55 = 70 g 15: 70 = x : 100 x= 15/70*100 x= 21,4% Esempio Una torta contiene il 5% in peso di cloruro di sodio. Calcola la quantità di cloruro di sodio presente in una torta di 500g. 5:100= x:500 X= 5*500/100 = 25 g cloruro sodio Esempio Una torta contiene il 30% in peso di saccarosio. Calcola la quantità di saccarosio presente in una torta di 400g. 30:100=x:400 x= 30*400/100 = 120 g saccarosio Concentrazione percentuale in volume % in volume ml di soluto/100 ml soluzione Nel caso dell’alcol si usano i gradi e si usa il simbolo ° ; ad esempio 5° vuol dire 5 gradi ed in particolare che ci sono 5 ml di alcol disciolti in 100 ml di soluzione. Esempio Quanti millilitri di alcol etilico ci sono in una bottiglia di vino da 500 ml la cui concentrazione in alcol è 13°? 13° vuol dire 13 % in volume e cioè 13 ml di alcol su 100 ml di soluzione. Per trovare quanti ml di alcol ci sono in 500 ml si fa la seguente proporzione: 13: 100 = x :500 X=13*500/100 = 65 ml Concentrazione soluzioni – IV C Bergese - 2015-16 Esempio Quanti millilitri di alcol etilico ci sono in una bottiglia di vino da 1,5 l la cui concentrazione in alcol è 11° % in volume? 11° vuol dire 11% in volume, quindi 11 ml su 100 ml soluzione 1,5 litri equivalgono a 1500 ml. La proporzione è: 11: 100= x : 1500 X=11*1500/100 = 165 ml Concentrazione soluzioni – IV C Bergese - 2015-16