Materia si substantele chimice

Materia si substantele chimice

Materia este definita ca substanta din care sunt alcatuite obiectele fizice. Materia ocupa spatiu si are masa, reprezentand universul observabil. Materia poate exista in trei stari de agregare: gazoasa, lichida si solida.

Gazele se caracterizeaza prin aceea ca nu au volum si forma proprii, ocupand intreg volumul si luand forma recipientului in care se afla. Gazele pot fi comprimate sau se pot dilata pentru a ocupa diferite volume.

Lichidele au volum propriu, dar nu au forma specifica, motiv pentru care iau forma vaselor in care sunt depozitate. Lichidele nu suporta comprimari avansate.

Solidele sunt rigide, au forma si volum definite si nu suporta compresiuni apreciabile.

Chimia se ocupa cu studiul unor specii materiale bine definite din punct de vedere structural, denumite substante chimice.

Substantele chimice reprezinta compusi a caror compozitie si structura sunt constante si invariabile (Albu et al., 1974), fiind alcatuite din elemente chimice combinate in rapoarte de masa bine definite. Ele capata proprietati diferite de ale fiecarui element component in parte iar elementele, la randul lor, isi pierd proprietatile caracteristice.

Substantele chimice se deosebesc intre ele prin proprietati, fizice si chimice, care reprezinta acele caracteristici ale substantei ce servesc pentru a o identifica si a o diferentia de alte substante. Acele proprietati care descriu substanta insasi, dar nu implica transformari prin reactii chimice, se numesc proprietati fizice. Modurile caracteristice in care o substanta participa la reactii chimice in urma carora isi schimba compozitia sunt denumite proprietati chimice.

Cele mai utilizate proprietati pentru identificarea unei substante sunt acelea care pot fi masurate si exprimate numeric. Substantele pot suferi schimbari ale proprietatilor, aceste modificari putand fi clasificate la randul lor in modificari fizice si modificari chimice. Modificarile fizice, cum ar fi modificarile de stare (taierea, spargerea, topirea, trecerea substantelor solide in stare lichida sau gazoasa), reprezinta schimbari ale aspectului fizic care nu afecteaza identitatea. Modificarile chimice, cunoscute si sub numele de reactii chimice, reprezinta transformarea unor substante in alte substante, diferite din punct de vedere chimic.

Substantele chimice pot fi simple si compuse. Substantele simple sau elementare sunt acele substante care sunt formate din atomi ai aceluiasi element si nu pot fi descompuse prin mijloace chimice in substante mai simple (Cl₂, Br₂, H₂, O₂ etc.). Substantele compuse sunt alcatuite din atomi diferiti si pot fi transformate prin metode chimice in doua sau mai multe substante simple. Elementele constitutive se afla, din punct de vedere chimic, in proportii de masa definite.

In general, substantele chimice contin mici cantitati de substante straine, numite impuritati. Separarea si purificarea substantelor se realizeaza prin diferite metode, pe baza proprietatilor diferite ale componentilor si implica numai modificari fizice, cum ar fi: distilare (simpla sau fractionata), filtrare, cromatografie, recristalizare, sublimare, antrenare cu vapori, extractie etc.

Substantele sunt raspandite in proportii diferite in scoarta terestra. In natura, substantele exista sub forma de amestecuri de substante pure solide, lichide sau gazoase. Caracteristica principala a amestecurilor este aceea ca au compozitie variabila ce determina variatia proprietatilor lor fizice (densitate, temperatura de fierbere etc.). Fiecare substanta din amestec isi pastreaza identitatea si ca urmare proprietatile, putand fi separata de celelalte prin metode fizice sau mecanice.

Amestecurile pot fi omogene si heterogene. Amestecurile omogene, care se numesc solutii, sunt alcatuite din substante miscibile, fapt pentru care au aceeasi compozitie si aceleasi proprietati in toata masa (aerul - amestec omogen sau solutie de gaze, vinul - solutie lichida complexa, aliajele - solutii solide). Amestecurile heterogene sunt alcatuite din substante nemiscibile si, ca urmare, compozitia si proprietatile lor nu sunt aceleasi in toata masa amestecului (nisip in apa, praf suspendat in aer etc.).