La materia: metodi di separazione delle fasi

Attraverso questo kit è possibile comprendere cosa si intende con fase e la differenza tra sistema omogeneo ed eterogeneo. Dal punto di vista fisico un sistema costituito da una sola fase è detto sistema omogeneo; se costituito da due o più fasi è definito sistema eterogeneo. Le fasi possono essere, allo stesso tempo, chimicamente uguali e fisicamente diverse, come nel caso del miscuglio acqua-ghiaccio; al contrario un sistema può essere fisicamente omogeneo e chimicamente eterogeneo (es. le soluzioni). Porzioni di materia che abbiano composizione chimica costante sono dette sostanze pure; sono sostanze pure gli elementi chimici ed i composti. Mescolanze di sostanze pure diverse formano i miscugli (miscele); le sostanze formanti i miscugli possono trovarsi nello stesso stato di aggregazione o in stati di aggregazione diversi. Si distinguono miscugli eterogenei e miscugli omogenei. I miscugli eterogenei presentano i componenti distinguibili in due o più fasi, in rapporti di massa altamente variabili e che mantengono le caratteristiche originarie. I miscugli eterogenei formati da solidi e da liquidi sono detti sospensioni (es. latte, acqua-fango); quelli costituiti da liquidi non miscibili si chiamano emulsioni (es. acqua-olio, acqua-benzina). I miscugli omogenei, comunemente detti soluzioni, hanno i componenti non più distinguibili, in quanto mescolati anche su scala atomica, che pur mantengono inalterate molte delle proprietà originarie. La separazione dei componenti è molto più semplice nel caso dei miscugli eterogenei, per i quali sono sufficienti metodi semplici quali la decantazione, la filtrazione o la centrifugazione basati sulla diversa dimensione, stato fisico e densità dei componenti. Nel caso dei miscugli omogenei è necessario utilizzare metodiche più impegnative quali l’evaporazione del solvente, la distillazione, entrambe basate sulla differente volatilità dei componenti, l’estrazione con solvente, basata sulla maggiore affinità di quest’ultimo con un componente della miscela, o la cromatografia, basata sulla differente velocità con cui un solvente trasporta, per azione capillare attraverso un strato di materiale inerte, i vari componenti della miscela.