chimica

I sistemi

Un sistema è un campione limitato di materia che si distingue da ciò che lo circonda, chiamato ambiente

​l'acqua che si scalda è il sistema
fornello, e tutto ciò che la circonda è ambiente

​Sistema aperto: scambiano con l'ambiente materia ed energia
Sistema chiuso: scambiano con l'ambiente solo energia
Sistema isolato: non scambiano con l'ambiente nè materia nè energia

​Scambio energia: calore
Scambio materia: vapore acqueo

​Scambio energia: scaldando o raffreddando

Non avviene nessuno scambio

formato da due o più fasi.
Il granito è polifasico perchè posso distinguere con facilità i vari minerali che lo compongono

Sistema eterogeneo

formato da una sola fase.
L'acqua zuccherata è monofasica perché non distinguo più acqua e zucchero

Sistema omogeneo

Sistemi omogenei ed eterogenei

​Il sistema può essere formato da fasi. Una fase è la parte di sistema che ha le stesse caratteristiche fisiche.

​Miscela omogenea o soluzione
Formata da più componenti ma non riesco a distinguerli, perchè hanno le stesse proprietà in ogni punto del sistema

​Solvente: parte più abbondante
Soluto: parte meno abbondante

​Miscela eterogenea
formata da due o più componenti distinguibili e con caratteristiche proprie

​es. rocce
acqua e olio
terriccio fine che galleggia sull'acqua

Estrazione con solvente
Cristallizzazione (diversa solubilità)
Distillazione (diverso punto di ebollizione)
Cromatografia

Miscela omogenea

Filtrazione (sfrutta le diverse dimensioni)
Centrifugazione (sfrutta la diversa densità)

Miscela eterogenea

Come si separano i componenti

​Per filtrare un miscuglio liquido-solido posso usare un disco da carta filtro. Così il residuo solido rimane sul filtro mentre il liquido passa nel contenitore.

Gli stati fisici della materia

Solidi: massa, volume e forma propri
Liquidi: massa e volume propri ma forma del recipiente
Aeriformi: massa propria, forma del recipiente, occupano lo spazio disponibile

​gas e vapori.
I vapori possono essere resi liquidi per compressione a temperatura ambiente

​Cristalli liquidi: intermedio tra solido e liquido
Plasma: gas ionizzati

​variando temperatura e pressione cambio stato.
Questo fenomeno è il passaggio di stato.
Ogni passaggio avviene con assorbimento o liberazione di calore

modello particellare della materia

Per spiegare i passaggi di stato abbiamo bisogno di un modello della materia così da poter spiegare i fenomeni che osserviamo.
La materia è formata da particelle piccolissime unite tra loro da una forza di attrazione, il modello si chiama modello particellare e descrive la materia con queste caratteristiche:

• tutta la materia è formata da particelle piccolissime

• le particelle esercitano una forza di attrazione che aumenta o diminuisce in base alla distanza

• le forze attrattive diminuiscono di intensità se scaldo la materia ma aumentano se la raffreddo

• ​le particelle sono in continuo movimento, più è alta la temperatura più sarà intenso

• tra le particelle c'è dello spazio vuoto, aumenta quando la materia è meno condensata

• temperatura e calore sono manifestazioni del movimento delle particelle

• la temperatura di un corpo ci indica l'energia cinetica media delle particelle ( quanto si muovono)

curva di riscaldamento e raffreddamento

Prendiamo un cubetto di ghiaccio, riscaldiamolo e misuriamo la temperatura ad intervalli regolari. Se riportiamo i valori su un grafico otteniamo una curva di riscaldamento.
Osserviamo che: in alcuni tratti la temperatura aumenta in modo lineare; in altri la temperatura rimane costante e si verifica una sosta termica.
Durante la sota termica avviene il passaggio di stato della materia.

​Come la curva di riscaldamento si può costruire quella di raffreddamento; ad es. da vapore acqueo a ghiaccio.
Anche qui abbiamo delle soste termiche in cui avviene il passaggio di stato. La durata delle soste dipende dalla quantità di materia, maggiore è la massa maggiore sarà la durata della sosta.

Elementi e composti

La materia è formata da moltissimi componenti che possono essere separati per ottenere sostanze pure. Ad esempio attraverso l'elettrolisi posso decomporre l'acqua in idrogeno e ossigeno.
Alcune sostanze invece non si possono decomporre ad esempio idrogeno e ossigeno non si possono scomporre ulteriormente.

• Elemento: sostanza pura che non può essere decomposta in sostanze più semplici

• Composto: sostanza pura che si può decomporre in sostanze più semplici

Trasformazioni fisiche e chimiche

Le trasformazioni fisiche: provocano un cambiamento fisico ma lasciano invariata la natura della sostanza. (acqua che si trasforma in ghiaccio)
Le trasformazioni chimiche: formano sostanze diverse da quelle di partenza modificandone la composizione. (elettrolisi dell'acqua)

​Analisi o decomposizione

Sintesi

​acqua

​energia elettrica

idrogeno + ossigeno

​Una sostanza viene decomposta in sostanze più semplici

​Idrogeno + ossigeno

acqua

​Più sostanze formano una sola sostanza.
Idrogeno e ossigeno sono i reagenti, l'acqua è il prodotto

reagenti

prodotto