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Uploaded byVittoria Patti
Molecole-1, i miscugli
Il documento descrive gli stati di aggregazione della materia (solido, liquido, gassoso) e le caratteristiche dei miscugli, distinguendo tra omogenei e eterogenei. Inoltre, esplora la definizione di sistemi aperti, chiusi e isolati, nonché metodi di separazione per i componenti dei miscugli, come filtrazione, distillazione e cromatografia. Infine, viene trattata la dissoluzione e la concentrazione delle soluzioni, con esempi di applicazione pratica.
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Molecole-1, i miscugli
- 1. 1Prof. Vittoria Patti MOLECOLE– 1 i miscugli
- 2. Gli stati di aggregazione dellamateria 2
- 4. STATO SOLIDO molecole ravvicinate, strutturaordinata, volume proprio, forma propria
- 6. STATO LIQUIDO molecole ravvicinate, strutturadisordinata, volume proprio, NO forma propria
- 8. STATO GASSOSO molecole moltolontane, struttura disordinata, NO volume proprio, NO forma propria
- 9.
- 10.
- 11. 11 Sistema e ambiente Conil termine sistema si indica la porzione dell'universo che è oggetto del nostro studio. Tutto il resto, cioè quel che circonda il sistema e che può avere effetti sul sistema, viene indicato con il termine ambiente, ed è considerato solo per i suoi effetti sul sistema.
- 12. 12 Sistemi aperti, chiusie isolati un sistema aperto può avere con l’ambiente scambi sia di materia che di energia un sistema chiuso può avere con l’ambiente scambi di energia, ma non di materia un sistema isolato non ha scambi né di materia né di energia con l’ambiente
- 13. materia miscugli sostanze pure compostielementi 13
- 14. materia miscugli sostanze pure compostielementi 14
- 15.
- 16. 16 miscugli miscugli omogenei hanno proprietà UGUALIin ogni punto miscugli eterogenei NON hanno proprietà uguali in ogni punto
- 17. 17 miscugli miscugli omogenei i componenti sonomescolati al punto da non essere più distinguibili né ad occhio nudo né al microscopio miscugli eterogenei i componenti mantengono ciascuno le proprie caratteristiche e quindi sono distinguibili ad occhio nudo o al microscopio
- 18. 18 miscugli miscugli omogenei i componenti NONSEMPRE possono essere mescolati in qualsiasi proporzione miscugli eterogenei i componenti possono essere mescolati in qualsiasi proporzione
- 19. 19 miscugli miscugli omogenei hanno proprietà UGUALIin ogni punto i componenti sono mescolati al punto da non essere più distinguibili né ad occhio nudo né al microscopio i componenti NON SEMPRE possono essere mescolati in qualsiasi proporzione miscugli eterogenei NON hanno proprietà uguali in ogni punto i componenti mantengono ciascuno le proprie caratteristiche e quindi sono distinguibili ad occhio nudo o al microscopio i componenti possono essere mescolati in qualsiasi proporzione
- 20. Miscugli eterogenei un miscuglioeterogeneo (= non omogeneo o disomogeneo) presenta caratteristiche diverse in punti diversi. 20
- 21. In un miscuglioeterogeneo ogni componente mantiene le proprie caratteristiche, e quindi è individuabile ad occhio nudo o con un microscopio. 21 Miscugli eterogenei
- 22. In un miscuglioeterogeneo i componenti possono essere miscelati in qualsiasi proporzione. 22 Miscugli eterogenei
- 23. Praticamente tutti gli alimenti sonomiscugli. 23
- 24. 24 Nelle sospensioni particelle solide moltopiccole sono disperse in un liquido, formando così un miscuglio eterogeneo. Le sospensioni
- 25. 25 Sono sospensioni isucchi di frutta … Le sospensioni
- 26. 26 … ed ancheil sangue. Le sospensioni
- 27. 27 Nelle emulsioni, piccolissimegocce di un liquido sono disperse in un altro liquido in cui non possono dissolversi. Spesso si tratta di una sostanza oleosa in acqua: due esempi sono la maionese… Le emulsioni
- 28. 28 … e illatte. Le emulsioni
- 29. 29 latte osservato al microscopio:le piccole sfere sono gocce di grassi sospese nel siero acquoso Le emulsioni
- 30. 30 Negli aerosol particelle solideo liquide molto piccole sono disperse in un gas, formando così un miscuglio eterogeneo. Nuvole e nebbia sono esempi di aerosol, dove le particelle disperse sono piccole gocce d’acqua… Gli aerosol
- 31. 31 Negli aerosol particelle solideo liquide molto piccole sono disperse in un gas, formando così un miscuglio eterogeneo. Nuvole e nebbia sono esempi di aerosol, dove le particelle disperse sono piccole gocce d’acqua… Gli aerosol
- 32. 32 … mentre nelfumo le particelle sospese nel gas sono prevalentemente solide. Gli aerosol
- 33. 33 Le schiume sonomiscugli eterogenei di materia gassosa inclusa in un liquido o un solido. Le schiume
- 34. 34 Esempi di schiumesono la panna montata, il pane... e il polistirolo espanso. Le schiume
- 35. Un miscuglio omogeneo ha lestesse caratteristiche in tutte le sue parti. 35 Miscugli omogenei
- 36. In un miscuglio omogeneoi componenti sono miscelati così uniformemente che non sono più distinguibili né a occhio nudo né al microscopio. 36 Miscugli omogenei
- 37. Non sempre è possibilemiscelare i componenti di un miscuglio omogeneo in qualsiasi proporzione... 37 Miscugli omogenei
- 38. …ad esempio, se vogliosciogliere dello zucchero in una certa quantità di acqua, non potrò aggiungere zucchero a volontà, perché ad un certo punto non sarà più possibile dissolverlo. 38
- 39. un miscuglio omogeneo è generalmente definibilecome una soluzione, in cui si può distinguere un solvente e uno o più soluti. 39 Le soluzioni
- 40. Il solvente è lasostanza presente in maggiore quantità; può essere solido, liquido o gassoso. 40 Le soluzioni solvente: acqua
- 41. Il soluto èla sostanza presente in minore quantità, dispersa uniformemente (= dissolta, sciolta) nel solvente; anche il soluto può essere solido, liquido o gassoso. 41 Le soluzioni soluto: zucchero
- 42. In una soluzione c’èun solo solvente, ma possono essere presenti anche molti soluti. 42 soluto: zucchero soluzione: acqua e zucchero solvente: acqua Le soluzioni
- 43. L’aria che respiriamo èuna soluzione in cui sia il solvente (il componente più abbondante: azoto) sia i soluti (ossigeno, vapore acqueo, ecc.) sono allo stato gassoso. 43 Le soluzioni: non solo liquide!
- 44. 44 solvente soluto soluzione gas(es.azoto) gas (es. ossigeno) gas (es. aria) liquido (es. acqua) liquido (es. alcool puro) liquido (es.alcool diluito) liquido (es. acqua) gas (es. ossigeno) liquido liquido (es. acqua) solido (es. zucchero) liquido Le soluzioni: non solo liquide!
- 45. Una lega è unmiscuglio omogeneo formato da 2 o più componenti di cui almeno uno, il più abbondante, è un metallo. Le leghe
- 46. Le leghe sonodi solito più dure e resistenti dei metalli puri. Le leghe
- 47. Le leghe sonosolitamente solide: fanno eccezione gli amalgami, cioè leghe contenenti mercurio, che possono essere liquide. Le leghe
- 48. L’acciaio è unmiscuglio di ferro (≥ 98%) e carbonio (≤ 2%). Le leghe
- 49. Il bronzo èun miscuglio omogeneo di rame e stagno, in percentuali variabili. Le leghe
- 50. L’oro comunemente usatoin gioielleria è in realtà una lega di oro puro (75%), argento (da 7 a 12%) e rame (13-18%). 50 Le leghe
- 51. Il duralluminio, usatoper costruire gli aerei, è fatto di alluminio (≈96%) e rame (≈4%) Le leghe
- 52. L’ottone è un miscuglio dirame (70%) e zinco (30%). Le leghe
- 53. … mentre laparte grigia è fatta di cupronichel, una lega i cui componenti sono 75% rame e 25% nichel. Nelle monete da 1 e 2 euro, la parte gialla è costituita di una lega di 75% rame, 20% zinco e 5% nichel…
- 54. Le monete di10, 20 e 50 centesimi di euro sono fatte di una lega chiamata “oro nordico”, i cui componenti sono 89% rame, 5% alluminio, 5% zinco e 1% stagno.
- 55. Le monete da1, 2 e 5 centesimi di euro sono dischi di acciaio ricoperti da una lega a base di rame.
- 56. 56 La dissoluzione:come avviene Nelprocesso di dissoluzione, le particelle di soluto si distaccano dal corpo a cui appartenevano e si disperdono in modo progressivamente uniforme fra le particelle di solvente.
- 57. 57 La dissoluzione: comeavviene Una volta dissolte, le particelle di soluto non sono più definibili come allo stato liquido, solido o gassoso: si dice semplicemente che sono in soluzione (di solito acquosa).
- 58. 58 La dissoluzione: comeavviene
- 59. 59 Dissoluzione e temperatura Ilprocesso di dissoluzione comporta dei cambiamenti di temperatura, a volte impercettibili, altre volte molto marcati.
- 60. 60 Dissoluzione e temperatura Sedurante il processo la temperatura del sistema aumenta, la dissoluzione è esotermica (= che libera energia termica).
- 61. 61 Dissoluzione e temperatura Sedurante il processo la temperatura del sistema diminuisce, la dissoluzione è endotermica (= che assorbe energia termica).
- 62. 62 Dissoluzione e temperatura Icomuni prodotti di “ghiaccio” istantaneo o “scaldini” tascabili si basano rispettivamente su processi di dissoluzione endotermica o esotermica.
- 63. 63 Dissoluzione e massa Com’èintuitivo, la massa di una soluzione è la somma delle masse dei suoi componenti (solvente e soluti)... 80 g water 100 g solution
- 64. 64 Dissoluzione e volume …ma questo NON vale per il volume: il volume totale della soluzione può essere diverso dalla somma dei suoi componenti.
- 65. 65 Soluzioni sature Quando siraggiunge la massima quantità di soluto che può dissolversi in una data quantità di solvente, ulteriori aggiunte di quel soluto non si dissolveranno: quando ciò si verifica, si ha una soluzione satura. In altre parole: una soluzione è satura quando il soluto ha raggiunto la massima concentrazione possibile ad una data temperatura.
- 66. 66 Solubilità La quantità massimadi un dato soluto che può dissolversi in un volume dato di solvente è la sua solubilità. Di solito, la solubilità di una sostanza solida in acqua si esprime in g/L a temperatura ambiente (25°C). Ad esempio, a T ambiente, la solubilità del sale da cucina in acqua è di circa 350g/L, mentre quella dello zucchero da tavola (saccarosio) è di più di 2000g/L!
- 67. 67 Solubilità La solubilità deisolidi in acqua solitamente aumenta con la temperatura, mentre per i gas avviene il contrario. Infatti i mari caldi sono più poveri di ossigeno (e quindi meno pescosi), perché la maggiore temperatura dell’acqua permette di trattenere meno ossigeno disciolto.
- 68. La concentrazione diuna soluzione è una grandezza che esprime il rapporto fra soluto e solvente, e più precisamente, la quantità di soluto (espressa in peso o in volume) in rapporto alla quantità complessiva della soluzione. 68 La concentrazione
- 69. Una soluzione piùconcentrata contiene più soluto di una soluzione diluita (a parità di volume di soluzione). 69 La concentrazione
- 70. Le percentuali (volume/volume, peso/ volume,peso/peso) sono un modo molto usato per esprimere la concentrazione. Esempi: ▪ sulle etichette degli alimenti e delle bevande, ▪ nella composizione di medicinali, detergenti e cosmetici, ecc. 70 % % La concentrazione
- 71. La concentrazione percentualein peso (% p/p) indica i grammi di un soluto disciolti in 100 grammi di soluzione. Si calcola con la formula: % p/p = g soluto . 100 g soluzione 71 La concentrazione
- 72. La concentrazione percentualein volume (% v/v) indica i milliLitri di un soluto disciolti in 100 mL di soluzione. Si calcola con la formula: % v/v = mL soluto . 100 mL soluzione E’ molto usata per i soluti liquidi, es. per la percentuale di alcool nelle bevande alcoliche. 72 La concentrazione
- 73. 73 Per esempio, questovino è di 13% vol: vuol dire che su 100 mL di vino, 13 mL sono di alcool puro (= il 13%). I “gradi” delle bevande alcoliche sono in realtà concentrazioni, e più precisamente, percentuali che esprimono il volume di alcool rispetto a quello dell’intera bevanda.
- 74. La concentrazione percentualepeso/volume (% p/v) indica i grammi di un soluto disciolti in 100 mL di soluzione. Si calcola con la formula: % p/v = g soluto . 100 mL soluzione 74 La concentrazione
- 75. I vari componentidi un miscuglio possono essere separati usando semplici metodi fisici: cromatografia, filtrazione, distillazione, evaporazione, centrifugazione, decantazione, ecc. 75 Metodi di separazione
- 76. Setacciatura: il più elementaremetodo di separazione, utile per separare miscugli eterogenei di sostanze solide in granuli di dimensioni diverse. Impianti industriali ed agricoli includono talvolta processi di setacciatura. 76 Metodi di separazione
- 77. Filtrazione: miscugli eterogenei solido-liquidoo solido-gas attraversano un filtro che trattiene il materiale solido, lasciando passare il fluido. 77 Metodi di separazione
- 78. Estrazione (mediante unsolvente): utilizzabile per miscugli omogenei o eterogenei, quando si vuole isolare uno dei suoi componenti. Al miscuglio si aggiunge un solvente liquido specifico, che scioglie solo il componente che si vuole estrarre dal miscuglio, separandolo così da tutto il resto. In seguito, lo si recupera separandolo dal solvente di estrazione mediante altre tecniche. 78 Metodi di separazione
- 79. Decantazione: utilizzato inmiscugli eterogenei solido- liquido o liquido-liquido: il sistema viene lasciato a riposo finché le parti (solide o liquide) a maggiore peso specifico vanno in fondo, mentre la parte più leggera rimane nello strato superiore, e può essere raccolta travasandola. 79 Metodi di separazione
- 80. I processi didepurazione delle acque prevedono una fase di decantazione. 80 Metodi di separazione
- 81. Centrifugazione: separa icomponenti di miscugli eterogenei solido-liquido e liquido-liquido, sfruttando il loro diverso peso specifico. 81 Metodi di separazione
- 82. In sostanza sitratta di un processo analogo alla decantazione, reso però molto più veloce dall’uso di una centrifuga, cioè un recipiente che ruota ad alta velocità. 82 Metodi di separazione
- 83. La separazione… • dellapanna dal latte, • dell’olio extravergine dal liquido ottenuto dalla spremitura delle olive, • dei componenti corpuscolati del sangue (globuli rossi, globuli bianchi, piastrine), … sono alcuni esempi di uso del metodo di centrifugazione. 83 Metodi di separazione
- 84. 84 Un impianto dicentrifugazione per la produzione di olio extravergine di oliva
- 85. Cromatografia: permette diseparare i componenti di un miscuglio in base al fatto che si spostano con velocità diverse su un supporto (fase fissa), trascinati da un solvente (eluente = fase mobile). 85 Metodi di separazione
- 86. 86 Metodi di separazione asinistra: cromatografia su carta o su strato sottile a destra: cromatografia su colonna
- 87. 87 cromatografie su carta↑ o su strato sottile (TLC) ➔
- 88.
- 89. • Gli esamiclinici delle urine, • lo studio dei pigmenti fotosintetici di una pianta, • la ricerca e misurazione di sostanze inquinanti nelle acque… …sono alcuni esempi di applicazione delle tecniche di cromatografia. 89 Metodi di separazione
- 90. Distillazione: separazione deicomponenti di miscugli liquidi in base alle loro diverse temperature di ebollizione. 90 Metodi di separazione