SINTESI DEI CONTENUTI
M A P P A D E L L’ U N I T À C 1
1
2
3
Le proprietà fisiche
della materia
Sostanze pure
e miscugli
I metodi di separazione
dei miscugli
4
5
Trasformazioni fisiche
e chimiche della materia
Temperatura e pressione
nei passaggi di stato
6
L’energia e le sue
trasformazioni
1 Le proprietà fisiche della materia
qualsiasi dei tre stati di aggregazione: solido, liquido o aeriforme.
Lo stato solido è caratterizzato dall’avere una forma e un volume propri; lo
stato liquido invece ha un volume proprio ma una forma variabile mentre lo
stato aeriforme è caratterizzato da forma e volume variabili.
Lo stato di aggregazione dipende dalla
temperatura e dalla pressione alla quale
la sostanza è sottoposta, pertanto è possibile che una sostanza passi da uno stato
di aggregazione ad un altro al variare di
queste variabili. Se una sostanza cambia
il suo stato di aggregazione variano anche il suo volume e la densità.
• Si parla di miscugli omogenei, se è pre-
• I colloidi sono dei miscugli eterogenei in
• Tutti i corpi sono costituiti da materia, ov-
•
•
vero possiedono una certa massa ed un
certo volume. La chimica generalmente
studia una porzione di materia, la quale
costituisce il sistema. Tutto ciò che non fa
parte del sistema costituisce l’ambiente.
I sistemi possono essere aperti, se scambiano materia ed energia con l’ambiente;
chiusi, se scambiano energia ma non materia e isolati, se non scambiano né materia né energia con l’ambiente.
Tutte le sostanze possono trovarsi in uno
•
•
2 Sostanze pure e miscugli
• La maggior parte delle sostanze in natura
•
•
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si presenta sotto forma di miscugli di sostanze differenti. Soltanto i materiali costituiti da una sola sostanza vengono
considerati sostanze pure.
Le sostanze pure possono essere formate
da elementi, se sono costituite da atomi
tutti uguali, o da composti, sostanze in
cui gli elementi sono combinati tra loro
chimicamente.
I miscugli sono mescolanze di due o più
sostanze.
CHIMICA
•
sente una sola fase: le soluzioni costituite
da un soluto disciolto in un solvente sono dei miscugli omogenei.
Se, al contrario, nella mescolanza sono
presenti due fasi distinguibili si parla di
miscugli eterogenei.
cui le sostanze sono state agitate in maniera così energica da formare delle goccioline microscopiche intimamente mescolate e difficilmente separabili. Nel caso in cui le due fasi siano liquide si parla
di emulsione.
Lupia Palmieri, Parotto, Saraceni, Strumia, Scienze naturali © 2011, Zanichelli editore S.p.A.
3 I metodi di separazione
dei miscugli
• I chimici hanno la necessità di ricavare
•
•
sostanze pure partendo da miscugli
omogenei ed eterogenei. Esistono diversi metodi di separazione dei miscugli.
La filtrazione viene usata per separare
miscugli tra particelle solide e un liquido
o un gas. Il miscuglio viene fatto passare
attraverso un mezzo in grado di trattenere le particelle solide.
La centrifugazione sfrutta la tendenza
delle sostanze aventi densità diverse a disporsi in strati. La centrifuga permette di
accelerare tale tendenza e di separare
•
•
4 Trasformazioni fisiche e chimiche
della materia
• La materia presenta proprietà fisiche e
•
proprietà chimiche. Le proprietà fisiche
sono utili per riconoscere una sostanza
mentre le trasformazioni fisiche comprendono i cambiamenti di volume e forma
dovuti al riscaldamento o alla variazione
di pressione. Nessuna trasformazione fisica produce nuove sostanze.
Le trasformazioni chimiche sono invece
•
5 Temperatura e pressione nei
passaggi di stato
• L’analisi termica di una sostanza si effet-
•
tua riscaldando una certa sostanza e misurando la temperatura ad intervalli regolari. L’analisi termica produce una
curva di riscaldamento che può essere
utilizzata per identificare le sostanze.
Osservando la curva di riscaldamento di
una sostanza pura si notano le cosiddette
soste termiche in cui la temperatura non
aumenta nonostante il calore fornito. Le
6 L’energia e le sue trasformazioni
• L’energia è definita come la capacità di un
•
corpo di compiere un lavoro. Dal punto
di vista fisico, energia, lavoro e calore sono la stessa cosa e si misurano pertanto
con la stessa unità di misura: il joule (nel
SI) o la caloria.
L’energia può trasformarsi e assumere
diverse forme. Le principali forme sono: l’energia termica, l’energia elettrica,
l’energia luminosa, l’energia meccanica
e l’energia chimica (che comprende anche quella nucleare).
•
•
materiali biologici, come ad esempio il
sangue.
La distillazione consente di separare miscugli omogenei tra liquidi oppure tra
solidi e liquidi. Questo metodo si basa
sul fatto che le sostanze con un basso
punto di ebollizione hanno una volatilità
maggiore rispetto a quelle con un punto
di ebollizione più alto.
La cromatografia si basa sulla proprietà
di alcuni solventi di sciogliere un determinato componente di una miscela; generalmente viene utilizzata per separare
le sostanze che possiedono un’affinità
con i solventi organici.
provetta
motore
cambiamenti durante i quali alcune sostanze scompaiono mentre, contemporaneamente, si formano nuove sostanze. Le
trasformazioni chimiche vengono comunemente dette reazioni chimiche.
Le reazioni chimiche si possono riconoscere grazie ad alcuni fenomeni che le indicano: le variazioni di colore, la formazioni di
gas, la comparsa o la scomparsa di un solido, il riscaldamento o il raffreddamento
del recipiente in cui è avvenuta la reazione.
a pressione standard di 1 atmosfera. In
soste termiche si collocano in corrispongenerale si può affermare che se la presdenza dei passaggi di stato ovvero del punsione diminuisce, diminuisce anche il
to di fusione e del punto di ebollizione.
L’energia fornita durante le soste termipunto di ebollizione di una sostanza.
che in corrispondenza del camSostanza pura
Temperatura
Temperatura
biamento di stato serve a vincedi fusione (°C) di ebollizione (°C)
re le forze di coesione che uniOssigeno
⫺219
⫺183
scono le particelle. Le soste terAlcol etilico
⫺115
78,5
Acqua
0
100
miche non sono presenti nella
Mercurio
⫺38,8
356,7
curva di riscaldamento di un
Oro
1064
2856
miscuglio.
Tungsteno
3422
5655
L’analisi termica viene eseguita
• Le fonti di energia sono invece i metodi
•
04 55 0 07
+ -
con cui gli esseri umani si approvvigionano
di energia. Alcune fonti sono rinnovabili
ovvero si rigenerano in breve tempo (ad
esempio l’energia eolica o idraulica); mentre altre, come i combustibili fossili, non sono rinnovabili.
La scienza che studia le trasformazioni
dell’energia si chiama termodinamica. Il
primo principio della termodinamica dice che l’energia può essere trasferita e
trasformata ma rimane costante in un sistema isolato.
Lupia Palmieri, Parotto, Saraceni, Strumia, Scienze naturali © 2011, Zanichelli editore S.p.A.
• Il secondo principio della termodinamica
afferma invece che in ogni trasformazione
dell’energia una frazione dell’energia trasformata viene persa in forma di calore.
U N I T À C1• Materia ed energia
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