Chimica: le sostanze pure

Tra le materie scolastiche di maggior interesse per gli studenti delle scuole superiori, la chimica rientra tra gli ultimi posti per via della sua complessità. Grazie ad essa, però, riusciamo a capire i meccanismi che regolano il nostro mondo, come ad esempio le reazioni chimiche o il comportamento della materia organica e inorganica. Per quanto riguarda la chimica inorganica, gli argomenti trattati sono davvero molteplici. Uno di questi riguarda le sostanze chimiche pure. Si tratta fondamentalmente di materie, la cui composizione è costante e presenta alcuni caratteri tipici. Qui di seguito tratteremo in maniera adeguata questa tematica, fornendo informazioni utili sulle sostanze pure in chimica. L'argomento sembra estremamente complicato. Per capire meglio ci basterà seguire alla lettera l'intera spiegazione.

• Libro di testo di chimica
• Conoscenze di base sulle sostanze e i composti

Come accennato poc'anzi, le sostanze pure in chimica hanno una composizione costante. Esse non si possono scindere per mezzo della classica separazione fisica. Si assiste dunque ad una rottura dei legami chimici tra gli elementi. Essa dà origine a sostanze di varia natura, ossia solida, liquida, gassosa o sotto forma di plasma. Una sostanza chimica pura è da considerarsi tale quando si differenzia da un miscuglio. Quest'ultimo è invece un insieme di sostanze che si mescolando tra di loro, variando così le proprie caratteristiche di partenza. Prendiamo come esempio l'acqua distillata. Essa risulta composta da un'unica materia, quindi si può considerare sostanza pura a tutti gli effetti. Ci sono altri elementi che seguono lo stesso tipo di "regola", come i diamanti e l'oro. Anche lo zucchero raffinato (o saccarosio) è un classico esempio di sostanza pura. Ma andiamo ad esaminare più da vicino le differenze tra sostanze pure e miscele.

Quando definiamo le sostanze pure in chimica, ci riferiamo al fatto che la loro composizione riguarda un solo elemento. Esso si caratterizza per la presenza di un'unica tipologia di atomo. Ciascun atomo contiene un numero ben preciso di protoni, ossia particelle subatomiche con carica positiva. Gli elementi vengono riconosciuti per il loro peso atomico e si trovano riportati sulla tavola periodica. Se si uniscono tra loro, essi vanno a formare un composto. In questo caso, isolare gli elementi costitutivi dei composti è alquanto difficoltoso. L'unica soluzione possibile sta nella separazione tra gli elementi che generano il composto in questione.

Per capire meglio la differenziazione tra sostanze pure di tipo semplice e composto, è meglio prendere in esame degli esempi concreti. Una sostanza pura semplice può essere l'ossigeno che respiriamo ogni giorno. Si tratta di un unico elemento, allo stato gassoso. Alla stessa tipologia appartiene anche il ferro. In questo caso abbiamo un elemento allo stato solido che costituisce comunque una sostanza elementare in cui gli atomi sono tutti uguali. Se invece cerchiamo esempi di sostanze pure composte, il cloruro di sodio è il primo mix di elementi a cui pensiamo. Il comune sale da cucina presenta due sostanze pure semplici come il cloro e il sodio. Poiché esse coesistono e interagiscono tra loro. Parleremo di composto chimico risultante dall'unione di due elementi.

Le sostanze pure in chimica si comportano in un modo davvero particolare nel momento in cui entrano in relazione con le elevate temperature. Se abbiamo un solido puro, la sua sensibilità al calore si troverà all'apice nel momento in cui raggiungerà il punto di fusione. Se invece stiamo scaldando un liquido puro, dobbiamo parlare di punto di ebollizione. Come possiamo dedurre da questa regola, un solido e un liquido puri risultano sensibili a temperature singole, dette punti di fusione o ebollizione in base allo stato della sostanza. Per quanto riguarda la conduttività di una sostanza pura, questa proprietà viene praticamente stabilita dal livello di purezza dell'elemento contenuto. Ad esempio, consideriamo il rame. Questo metallo viene normalmente impiegato nell'ambito del cablaggio elettrico per il semplice fatto che ha un elevato grado di purezza. Pertanto, esso fornisce una conducibilità elettrica altamente efficiente. Al contrario, l'acqua estremamente pura è un pessimo conduttore di elettricità poiché priva di elettroliti, ossia conduttori elettrici disciolti. Questi elementi neanche esistono, peraltro.

La purezza di una sostanza non determina soltanto la sua capacità di condurre o meno l'elettricità. Essa va ad influenzare in maniera significativa anche le proprietà chimiche della sostanza stessa. Quando si hanno elementi caratterizzati da un alto grado di purezza, si possono studiare eventuali reazioni chimiche che ne risulterebbero al momento dell'interazione con uno o più elementi diversi. Più alta è la purezza e più quella sostanza sarà in grado di generare reazioni chimiche. Il grado di purezza di una sostanza si può individuare a seguito di una serie di esperimenti. In laboratorio sicuramente si ha modo di assegnare un valore a questa caratteristica, dopo un’attenta ricerca.

• COnsultare il manuale di chimica inorganica per ripassare i concetti base sulle sostanze pure.
• Ricordarsi la distinzione tra sostanze pure e miscugli.

• Sostanze (elementi e composti) e miscugli
• Sostanze pure, miscugli omogenei ed eterogenei, metodi di separazione