MISCUGLI E SOLUZIONI

Prof.ssa Nerina Portas

Ist. Amsicora I.P.I.A. Olbia

I MISCUGLIAbbiamo visto che tutta la materia, variando la temperatura e la pressione, può trovarsi nei tre stati di aggregazione. Inoltre la materia si divide in corpi, molto spesso, costituiti da un insieme di più materiali. Ogni materiale presenta proprietà e caratteristiche diverse. Sono esempi di materiali la carta, il legno, l’acciaio. Questi sistemi costituiti da più componenti sono indicati con il termine generico di miscugli.

I miscugli si dividono in due categorie: miscugli eterogenei e omogenei

I MISCUGLI

Le principali caratteristiche distintive dei miscugli

Miscugli eterogenei Miscugli omogenei

Ogni componente mantiene le proprie

caratteristiche e ciò permette di

individuarlo a occhio nudo o con il

microscopio.

I componenti si mescolano così bene

da non essere più distinguibili neppure

con il microscopio.

Le proprietà non sono uguali in tutti i

punti del miscuglio.

Le proprietà sono le stesse in

qualunque punto del miscuglio.

I componenti possono essere sempre

mescolati in qualsiasi quantità e

proporzione

Non sempre i componenti possono essere

mescolati in qualunque quantità e

proporzione

Acqua e gas, o acqua e olio, sono sistemi eterogenei

Il burro è un sistema eterogeneo perché contiene una parte acquosa e una oleosa.

IL LATTE E’ UN MISCUGLIO ETEROGENEO

IL SANGUE E’ UN MISCUGLIO ETEROGENEO

LE LEGHE

Le leghe sono miscugli omogenei formati da due o più componenti, di cui quello presente in percentuale maggiore è sempre un metallo: esempi di leghe sono l’acciaio e il bronzo e molto spesso anche l’oro.

L’ORO utilizzato in oreficeria è

di solito 750/1000, cioè una lega

con il 25% di altri metalli. In

questo modo si ottengono gioielli

con una maggiore resistenza

meccanica.

Prendiamo ora in considerazione miscugli che hanno nomi propri e che ritroviamo

nella nostra vita quotidiana.

Acciaio è una lega composta

principalmente

da ferro e carbonio

Il bronzo è una lega composta

da rame e stagno; a volte può

essere legata con un metallo

che può essere alluminio,

nichel e berillio.

L'OTTONE è una lega

ossidabile formata da

rame (Cu) e zinco (Zn)

SOSPENSIONI

Le sospensioni sono miscugli eterogenei in cui piccolissimi granuli di un solido sono dispersi in un liquido; sono esempi di sospensioni il sangue e i succhi di frutta.

SOSPENSIONE DI FARINA IN ACQUA

AEROSOL

Gli aerosol sono miscugli eterogenei formati da un solido o da un liquido dispersi in un gas. I fumi sono esempi di aerosol solido-gas, mentre la nebbia e le nuvole sono esempi di aerosol liquido-gas.

LE SOLUZIONILe soluzioni sono miscugli omogenei; generalmente una soluzione è costituita da un liquido, il solvente, nel quale sono sciolti uno o più materiali, i soluti, che possono essere solidi, liquidi o aeriformi. Nel caso di componenti tutti liquidi si usa anche il termine di miscele. L’acqua potabile è un tipico esempio di soluzione.

I PRINCIPALI METODI DI SEPARAZIONE DI MISCUGLI E SOSTANZE

LA FILTRAZIONE

Con l’uso di opportuni filtri è possibile separare particelle solide più o meno grandi da miscugli liquidi e gassosi. Il liquido scende per gravità verso il basso, lasciando sul filtro la parte solida. Con questa tecnica è possibile separare la sabbia da un miscuglio eterogeneo acqua-sabbia. La filtrazione è impiegata per separare l’acqua dai fanghi prodotti nella depurazione delle acque di scarico.

I miscugli eterogenei di liquidi o solidi, aventi densità diverse, possono essere separati per stratificazione (o decantazione) di uno sull'altro. La centrifuga è un dispositivo che fornisce accelerazioni superiori a quella di gravità, consentendo una stratificazione più rapida.In passato l’olio d’oliva, dopo la spremitura, si separava dall’acqua per decantazione in vasi di terracotta. Attualmente, per ottenere lo stesso risultato, si impiega la centrifuga. In biologia le centrifughe sono largamente impiegate per separare i componenti delle cellule viventi.

CENTRIFUGAZIONE

Se un componente di un miscuglio è solubile in un liquido può essere allontanato dal miscuglio. Il sistema è basato sulla capacità del solvente di sciogliere il componente che si desidera. Tale capacità è chiamata affinità.I pigmenti verdi delle foglie e quelli arancioni della carota, per esempio, possono essere estratti con alcol etilico al 99%. La preparazione di tè e caffè è legata all'estrazione selettiva di alcuni componenti mediante acqua; il miscuglio eterogeneo ottenuto viene poi filtrato.

ESTRAZIONE

DISTILLAZIONELa distillazione è il metodo privilegiato per la purificazione dei liquidi e si basa sulla diversa volatilità dei componenti delle miscele liquide. La volatilità rappresenta la tendenza a evaporare, ed è più alta per i liquidi a basso punto di ebollizione.

La distillazione riunisce in sé due passaggi di stato: l’evaporazione e la condensazione. Il primo inizia nel recipiente in cui la miscela bolle; il secondo interessa i vapori, che condensano nell'apparecchiatura con acqua fredda. Il dispositivo in cui avviene la condensazione si chiama refrigerante.

I vapori di una miscela all’ebollizione sono più ricchi del componente che possiede la maggior volatilità. La condensazione di tali vapori comporta un grado più o meno elevato di purificazione. Nel caso della distillazione di una soluzione contenente sali disciolti, che in genere non sono volatili, la separazione dal solvente è completa.

La distillazione semplice è usata per ottenere acqua «distillata», ovvero priva di sali disciolti.

La distillazione frazionata si utilizza invece quando i diversi componenti di una miscela liquida hanno temperature di ebollizione differenti, ma molto vicine fra loro, come nel caso del petrolio.

La scelta di una determinata tecnica di separazione deve tenere conto della natura del miscuglio e delle proprietà fisiche interessate.

DISTILLAZIONE SEMPLICE

DISTILLAZIONE FRAZIONATA

LA CROMATOGRAFIA

La cromatografia non differisce in linea di principio dalla semplice estrazione. Una tecnica più antica, ma ancora utilizzata in biochimica, è la cromatografia su carta, la separazione dei componenti di un miscuglio, deposto sulla lastrina o sulla carta sotto forma di macchia o riga, è provocata dal solvente. Il solvente si muove attraverso la carta assorbente per azione capillare; le diverse sostanze del miscuglio si muovono a velocità diverse e si separano.