Esercizi: Miscugli, sostanze e tecniche di separazione

Classifica ciascun materiale come sostanza semplice, sostanza composta, miscuglio omogeneo o miscuglio eterogeneo.

1. a) ossigeno ($\text{O}_2$)
2. b) acqua distillata ($\text{H}_2\text{O}$)
3. c) acqua e olio
4. d) aria filtrata
5. e) acqua con sale completamente sciolto

Associa a ciascun miscuglio la tecnica di separazione più adatta (filtrazione, distillazione, decantazione, cromatografia, evaporazione).

1. a) acqua e sabbia
2. b) acqua e olio
3. c) acqua e sale sciolto, per recuperare il sale
4. d) i pigmenti di un inchiostro nero

Spiega la differenza tra una sostanza semplice e una sostanza composta e fai un esempio per ciascuna.

Un campione contiene sabbia, sale da cucina e limatura di ferro.

1. a) Proponi una sequenza di tecniche per separare i tre componenti.
2. b) Per ogni passaggio indica quale proprietà fisica viene sfruttata.

Una bevanda contiene acqua, zucchero sciolto e pezzetti di frutta in sospensione.

1. a) Il miscuglio è omogeneo o eterogeneo? Giustifica.
2. b) Quante fasi riconosci?
3. c) Descrivi come ottenere acqua pura partendo dalla bevanda.

Un campione di sostanza viene scaldato: a $0\ ^\circ\text{C}$ non cambia stato, a $1.085\ ^\circ\text{C}$ fonde e la temperatura resta costante durante la fusione. Un secondo campione, di una lega, fonde gradualmente tra $900\ ^\circ\text{C}$ e $950\ ^\circ\text{C}$.

1. a) Quale dei due è con ogni probabilità una sostanza pura? Perché?
2. b) Perché la temperatura di fusione è una proprietà utile per verificare la purezza?

Nel petrolio greggio sono presenti idrocarburi con temperature di ebollizione diverse (circa $40\ ^\circ\text{C}$, $110\ ^\circ\text{C}$, $200\ ^\circ\text{C}$, $350\ ^\circ\text{C}$). In una raffineria si usa una colonna di distillazione frazionata.

1. a) Spiega il principio su cui si basa la separazione.
2. b) Quale frazione si raccoglie per prima scaldando gradualmente?
3. c) Perché la distillazione frazionata non separa sostanze pure in senso stretto, ma frazioni?

Un cromatogramma su carta di un inchiostro verde mostra due macchie: una gialla a $6\ \text{cm}$ dalla linea di partenza e una blu a $2\ \text{cm}$. Il solvente è arrivato a $8\ \text{cm}$ dalla linea di partenza.

1. a) Calcola il rapporto di frontale $R_f$ (distanza percorsa dalla macchia divisa per la distanza percorsa dal solvente) di ciascun colorante.
2. b) Quale colorante è più affine alla fase mobile? Giustifica.
3. c) L'inchiostro è una sostanza pura? Motiva.

Un liquido limpido e incolore viene distillato: la temperatura resta a $100\ ^\circ\text{C}$ per tutta la distillazione e al termine della distillazione compare un residuo bianco.

1. a) Il liquido iniziale è una sostanza pura o un miscuglio? Giustifica.
2. b) Il residuo bianco è nel distillato o nel pallone? Spiega.
3. c) Un compagno afferma: «se è limpido, è per forza una sostanza pura». Confutalo.