Substanțe pure și amestecuri

O substanță pură are compoziție definită și proprietăți specifice constante: apa distilată conține numai ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$, iar clorura de sodiu pură conține numai $\mathrm{NaCl}$. Apa pură fierbe la $100{}^{\circ }\mathrm{C}$ și îngheață la $0{}^{\circ }\mathrm{C}$ la presiune normală, în orice cantitate. Un amestec reunește două sau mai multe substanțe fără legare chimică între ele. Componentele își păstrează identitatea și proprietățile, iar proporțiile lor sunt libere: sarea și nisipul se amestecă în orice raport, iar apa sărată fierbe peste $100{}^{\circ }\mathrm{C}$.

În amestecul omogen nu se disting părți diferite, nici cu ochiul liber, nici cu lupa sau cu microscopul: aerul, soluția de sare în apă și un aliaj metalic sunt omogene. În amestecul eterogen se disting faze separate: apa cu nisip, apa cu ulei, granitul (un amestec de minerale) și solul. Apa de la robinet nu este substanță pură, fiindcă are săruri dizolvate, iar apa de mare conține o cantitate mult mai mare de săruri.

O soluție este un amestec omogen între un solvent, componenta care dizolvă (în soluțiile apoase, apa), și un solut, substanța dizolvată. Concentrația procentuală masică arată câte grame de solut se găsesc în $100$ g de soluție: $c=\frac{m_{\text{solut}}}{m_{\text{soluție}}}\cdot 100$, unde $m_{\text{soluție}}=m_{\text{solut}}+m_{\text{solvent}}$.

Puritatea arată ce parte din probă este substanța dorită: $p=\frac{m_{\text{substanța˘ pura˘}}}{m_{\text{proba˘}}}\cdot 100$. Restul probei îl alcătuiesc impuritățile.

Exemplu rezolvat 1: o soluție se prepară din $40$ g sare și $160$ g apă. Ce concentrație are?

1. Masa soluției: $40+160=200$ g.
2. Concentrația: $c=40/200\cdot 100=20\%$.
3. Interpretare: fiecare $100$ g de soluție conțin $20$ g sare și $80$ g apă.

Exemplu rezolvat 2: o probă de calcar cu masa $200$ g conține $180$ g carbonat de calciu. Ce puritate are?

1. Impuritățile cântăresc $200-180=20$ g.
2. Puritatea este $p=180/200\cdot 100=90\%$, iar impuritățile reprezintă $10\%$.

Fierul, oxigenul, zahărul și clorura de sodiu sunt substanțe pure; aerul, apa de mare, granitul și alama (un aliaj omogen de cupru și zinc) sunt amestecuri. Un test simplu pentru lichide este fierberea: la o substanță pură temperatura rămâne constantă cât timp fierbe, iar la un amestec de lichide ea crește în timpul fierberii. Componentele unui amestec se separă prin metode fizice, fără a fi transformate în alte substanțe.

Greșeli frecvente

• Greșit: Aerul este substanță pură fiindcă arată uniform.
  Corect: aerul este un amestec omogen de gaze, dominat de azot și oxigen.
• Greșit: O soluție de sare este eterogenă deoarece conține două substanțe.
  Corect: sarea dizolvată formează un amestec omogen cu apa.
• Greșit: Un lichid transparent și incolor este o substanță pură.
  Corect: soluția de sare în apă este transparentă și incoloră, dar este amestec; apa pură se recunoaște după constantele ei fizice, de exemplu fierbe la $100{}^{\circ }\mathrm{C}$.
• Greșit: O soluție de concentrație $10\%$ conține $10$ g sare în $100$ g apă.
  Corect: conține $10$ g sare în $100$ g soluție, adică $90$ g apă.

Înainte și după