SOSTANZE OMOGENEE E SISTEMI ETEROGENEI

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1 SOSTANZE OMOGENEE E SISTEMI ETEROGENEI Michele Kodrič SIA DA UN PUNTO DI VISTA FISICO SIA DA UN PUNTO DI VISTA CHIMICO LE SOSTANZE POSSONO ESSERE: *OMOGENEE *ETEROGENEE 1

2 LE SOSTANZE FISICAMENTE OMOGENEE SONO QUELLE SOSTANZE CHE PRESENTANO CARATTERISTICHE FISICHE UGUALI IN OGNI LORO PUNTO. LE SOSTANZE CHIMICAMENTE OMOGENEE SONO QUELLE SOSTANZE CHE PRESENTANO CARATTERISTICHE CHIMICHE UGUALI IN OGNI LORO PUNTO. 2

3 I SISTEMI FISICAMENTE ETEROGENEI SONO QUELLE SOSTANZE CHE PRESENTANO CARATTERISTICHE FISICHE DIVERSE DA PUNTO A PUNTO. ESSE SONO TUTTE ETEROGENEE ANCHE CHIMICAMENTE NEI SISTEMI ETEROGENEI SI POSSONO DISTINGUERE DUE O PIÙ FASI: ESSE VENGONO DEFINITE COME LE PARTI OMOGENEE FACENTI PARTE DEL SISTEMA ETEROGENEO 3

4 contiene: Orneblenda Quarzo Mica Feldspati IL GRANITO ESEMPIO DI SISTEMA FISICAMENTE E CHIMICAMENTE ETEROGENEO SISTEMI FISICAMENTE E CHIMICAMENTE ETEROGENEI: MISCUGLI SOSPENSIONI EMULSIONI FUMI NEBBIE SPUGNE SCHIUME VEDIAMO ORA UNA TABELLA CHE RIPORTA GLI ESEMPI DI TALI SOSTANZE, CON L INDICAZIONE DEI METODI USABILI PER LA LORO SEPARAZIONE IN FASI OMOGENEE 4

5 SISTEM A COM POSIZI ONE MISCUGLI SOLIDO + SOLIDO ESEMPI METODI DI SEPARAZIONE SABBIE LEVIGAZIONE, VENTILAZIONE SOSPENSIONI SOLIDO + LIQUIDO EMULSIONI LIQUIDO+LIQUI DO FANGH I, COLORI ACQUARELLO ACQUA E OLIO CROM ATOGRAFIA, FILTRAZIONE, DECANTAZIONE, EVAPORAZIONE DECANTAZIONE, CENTRIFUGAZIONE, FILTRAZIONE, DISTILLAZIONE. FUMI NEBBIE SOLIDI DISPERSI NEI GAS LIQUIDI DISPERSI NEIGAS FUMI DEI CAM INI NEBBIE ATMOSFE RICHE FILTRAZIONE, CICLONE, METODO COTTREL METODO COTTREL FILTRAZIONE SPUGNE SCHIUM E FLUIDI DISPERSI NEI SOLIDI GAS DISPERSI NEI LIQUIDI SPUGNE DA BAGNO SCHIUM E DEI SAPONI DECANTAZIONE, RAREFAZIONE DECANTAZIONE, RAREFAZIONE TRA LE SOSTANZE FISICAMENTE OMOGENEE SI POSSONO DISTINGUERE: -SISTEMI CHIMICAMENTE ETEROGENEI LE SOLUZIONI -SOSTANZE CHIMICAMENTE OMOGENEE SONO DETTE SOSTANZE PURE, SONO: GLI ELEMENTI I COMPOSTI VEDIAMO UNA TABELLA CONTENENTE ESEMPI E CARATTERISTICHE DELLE SOSTANZE FISICAMENTE OMOGENEE, MA DISTINGUIBILI CHIMICAMENTE IN OMOGENEE ED ETEROGENEE: 5

6 SOSTANZE FISICAMENTE OMOGENEE SOSTANZA COMPOS IZIONE ESEMPI METODI DI SEPARAZIONE COMPOSTI CHIMICI ELEMENTI ATOMI DI VARI ELEMENTI ATOMI (PARTICELLE SUB ATOMICHE) CARBONA TO DI CALCIO, CLORURO DI SODIO FERRO,SODIO, ZOLFO, CALCIO, ECC. REAZIONI CHIMICHE REAZIONI CHIMICHE E REAZIONI NUCLEARI SISTEMI FISICAMENTE OMOGENEI SISTEMA COMPO SIZIONE ESEMPI METODI DI SEPARAZIONE SOLUZIONI SOLIDO + LIQUIDO LIQUIDO + LIQUIDO LIQUIDO + GAS. ZUCCHE RO + ACQUA,, ALCOL + ACQUA ACQUA GASATA PASSAGGI DI STATO: CRISTALLIZZAZ IONE, DISTILLAZIONE DISTILLAZIONE DISTILLAZIONE 6

7 METODI DI SEPARAZIONE LA DECANTAZIONE (USATA PER SOSPENSIONI ED EMULSIONI) CONSENTE LA SEPARAZIONE DEI COMPONENTI GRAZIE ALL EFFETTO DELLA FORZA DI GRAVITA : LE VARIE FASI SI SEPARANO LENTAMENTE SECONDO DENSITA CRESCENTI DALL ALTO VERSO IL BASSO. LA DECANTAZIONE OLIO ACQUA SABBIA 7

8 LA LEVIGAZIONE E UN METODO CHE ABBINA LA FORZA DI GRAVITA A QUELLA DI TRASCINAMENTO DI UNA MASSA D ACQUA IN MOVIMENTO. IL MISCUGLIO VIENE SOTTOPOSTO A FORTI GETTI D ACQUA CHE NE TRASCINANO I COMPONENTI A DISTANZE DIVERSE, A SECONDA DELLA LORO DENSITA : I COMPONENTI PIÙ LEGGERI VENGONO TRASCINATI PIÙ LONTANO, QUELLI PIÙ PESANTI VENGONO ABBANDONATI PIÙ VICINO. ANCHE I CERCATORI D ORO APPLICAVANO LA LEVIGAZIONE PER TROVARE LE PEPITE E LE PAGLIE D ORO TRA LA SABBIA. LA LEVIGAZIONE 8

9 LA CENTRIFUGAZIONE E UN METODO CHE SFRUTTA LA FORZA CENTRIFUGA, SI EFFETTUA CON APPOSITE APPARECCHIATURE CHE CONSENTONO DI OTTENERE VELOCI ROTAZIONI. SI USA PER LE SOSPENSIONI E PER LE EMULSIONI: PER ESEMPIO VIENE USATO NELLE ANALISI DEL SANGUE, PER SEPARARE LA PARTE CORPUSCOLARE ( GLOBULI ROSSI E BIANCHI, PIASTRINE ) DAL PLASMA. VIENE ANCHE USATO PER SEPARARE IL BURRO DAL LATTE. CENTRIFUGA USATA PER LE ANALISI DEL SANGUE 9

10 LA FLOTTAZIONE E UN METODO MOLTO USATO PER SEPARARE I METALLI DALLA GANGA (MATERIALE NON UTILE). I MISCUGLI VENGONO RIDOTTI IN POLVERE E TRATTATI CON OLII TRA LORO NON MISCIBILI. AGITANDO VORTICOSAMENTE IL TUTTO IN APPOSITE VASCHE, SI PRODUCONO SCHIUME, QUESTE RIESCONO AD INGLOBARE LE PARTICELLE DI ALCUNI MINERALI, PER LE QUALI HANNO AFFINITA, MA NON QUELLE DI ALTRI. LE PARTICELLE INTERESSATE VENGONO TRASCINATE A GALLA DALLA SCHIUMA, MENTRE LA GANGA SI SEPARA SUL FONDO. QUESTO METODO E USATO SPECIALMENTE PER I SOLFURI. GLI OLII POSSONO ESSERE RICICLATI. LA FLOTTAZIONE MINERALI ARIA SCHIUMA MISCELA DI OLII GANGA 10

11 IL METODO COTTREL NEL METODO COTTREL IL FUMO O LA NEBBIA VENGONO INVIATI TRA LE DUE PIASTRE DI UN CONDENSATORE FUMO LE PARTICELLE SOLIDE SI DEPOSITANO, A SECONDA DELLA LORO CARICA, SU UNO DEI DUE PIATTI LA FILTRAZIONE I SOLIDI VENGONO SEPARATI DAI LIQUIDI MEDIANTE UN MATERIALE POROSO ( DI SOLITO CARTA DA FILTRO ): LE PARTICELLE DEL LIQUIDO PASSANO,ATTRAVERSANDO LO SBARRAMENTO, MENTRE QUELLE SOLIDE VENGONO TRATTENUTE. LA CARTA DA FILTRO VIENE PIEGATA ALL INTERNO DI UN IMBUTO. CARTA DA FILTRO 11

12 IL CICLONE CONVOGLIATE IN UN APPOSITO SERBATOIO, LE PARTICELLE SOLIDE DEL FUMO PERDONO VELOCITA E SCENDONO VERSO IL BASSO, MENTRE IL GAS ESCE DALL ALTO FUMO ARIA PARTICELLE SOLIDE LA CROMATOGRAFIA SU CARTA SU STRATO SOTTILE 12

13 CROMATOGRAFIA SU COLONNA LA SEPARAZIONE AVVIENE MENTRE L ELUENTE VIAGGIA, PER GRAVITA, DALL ALTO VERSO IL BASSO, TRASCINANDO I COMPONENTI. LA DISTILLAZIONE CONSENTE LA SEPARAZIONE DELLE FASI DELLE SOLUZIONI: QUANDO LA SOSTANZA VIENE RISCALDATA IN UN CONTENITORE, BOLLE E IL COMPONENTE CHE BOLLE A TEMPERATURA MINORE SI TRASFORMA PRIMA ALLO STATO DI GAS E VIENE FATTO PASSARE IN UN TUBO DOVE, RAFFREDDANDOSI, CONDENSA E SI SEPARA. L ALTRO COMPONENTE EVAPORA PIU LENTAMENTE. 13

14 LA DISTILLAZIONE SEMPLICE L ETANOLO (ALCOOL ETILICO) HA UN P.E.=78,5 C L ACQUA HA UN P.E.=100 C LA DISTILLAZIO NE DEVE ESSERE MANTENUTA AD UNA TEMPERATUR A DI POCO SUPERIORE A QUELLA DELL ETANOLO. LA DISTILLAZIONE DI UNA SOLUZIONE FORMATA DA ACQUA E ALCOOL IL METODO DESCRITTO FUNZIONA BENE NEI CASI IN CUI UNO DEI DUE COMPONENTI NON E VOLATILE (ESEMPIO ACQUA E SALI) PERCHE IL SOLVENTE PASSA MENTRE IL SOLUTO RIMANE NEL RECIPIENTE DI PARTENZA. IN QUESTO MODO SI PREPARA AD ESEMPIO L ACQUA DISTILLATA, SEPARATA CIOE DALLE IMPURITA. LA SEPARAZIONE FRA DUE LIQUIDI (ES: ACQUA E ALCOOL) RISULTA ESSERE PIU COMPLICATA PERCHE LA SEPARAZIONE NON E PERFETTA IL VAPORE DEL LIQUIDO PIU VOLATILE CONTERRA SEMPRE ANCHE UN PO DELL ALTRO. IN QUESTO CASO SI RICORRE AD UNA PARTICOLARE TECNICA DI DISTILLAZIONE DETTA DISTILLAZIONE FRAZIONATA. 14

15 LE SOLUZIONI COLLOIDALI SONO DELLE SOSTANZE CHE SONO STATE RITENUTE FISICAMENTE OMOGENEE FINO ALL INIZIO DEL 1900, MA CHE SI SONO RIVELATE ETEROGENEE QUANDO SI INIZIÒ AD ADOPERARE L ULTRAMICROSCOPIO: TALE MICROSCOPIO UTILIZZA UNA INTENSA LUCE TRASVERSALE ALL ASSE DI OSSERVAZIONE, SFRUTTANDO L EFFETTO TYNDAL. TALE EFFETTO SI MANIFESTA IN QUANTO LE PICCOLE PARTICELLE RIMANGONO INVISIBILI, MA LA LUCE DA LORO RIFLESSA, INVECE, SI RENDE VISIBILE: SE UNA PERSONA MOLTO LONTANA DA NOI HA IN MANO UNO SPECCHIETTO, NOI NON LO VEDIAMO, A MENO CHE ESSO NON RIFLETTA LA LUCE. L EFFETTO TYNDAL SI MANIFESTA ANCHE QUANDO I RAGGI SOLARI PENETRANO NELL ARIA UMIDA O CON GRANELLI DI POLVERE SOSPESI. L EFFETTO TYNDAL FINE 15