- Differenza tra materia e materiale
- Differenza tra materiale e sostanza
- Cosa si intende per composizione?
- Cosa si intende per natura della materia?
- Cosa si intende per concentrazione?
- La materia è formata da atomi. Tuttavia si dice che l'atomo stesso è materia. Mi sembra una cosa contraddittoria dire che l'atomo, che esso stesso è materia, costituisce la materia. Dove sto sbagliando?
- Le caratteristiche fisiche e chimiche caratterizzano le sostanze. Si può parlare anche per le miscele di caratteristiche fisiche e chimiche? Spero mi possa aiutare. Grazie mille per la disponibilità. La risposta è questa: La definizione più semplice di materia ci è data dalla fisica classica: con il termine materia si indica genericamente qualsiasi cosa che abbia massa e che occupi spazio. Anche se questa definizione, alla luce delle più recenti teorie della fisica atomica e subatomica, è ritenuta imprecisa e insufficiente, possiamo tuttavia considerarla valida nell’ambito di uno studio macroscopico degli oggetti che ci circondano. La materia così definita abbraccia quindi la totalità di ciò che costituisce il mondo così come lo rileviamo con i nostri sensi. Il termine materiale è invece meno generico perché si riferisce a una porzione di materia con determinate caratteristiche; per esempio, è un materiale la roccia delle montagne o ciò che utilizziamo per costruire gli oggetti di cui abbiamo bisogno. È un materiale la plastica di cui è fatta la bottiglia dell’acqua, oppure la ceramica di una tazza o il metallo di un rubinetto. Gli oggetti che utilizziamo quotidianamente sono spesso costituiti da più materiali; un’automobile, per esempio, è fatta prevalentemente di materiali metallici e materiali plastici, mentre una lampadina è fatta di materiali metallici, ma anche di materiali vetrosi e contiene nel bulbo materiali gassosi. Una sostanza è invece una porzione di materia con proprietà molto più specifiche di quelle dei materiali in cui spesso sono contenute. Il materiale gassoso che costituisce l’atmosfera terrestre, per esempio, contiene più tipi di sostanze diverse, fra cui prevalgono l’azoto e l’ossigeno. Quando parliamo di composizione dell’atmosfera, non facciamo altro che elencare le sostanze in essa contenute, specificandone le rispettive quantità. Per esempio, lo strato di atmosfera a contatto con il suolo presenta in media la seguente composizione chimica, espressa in percentuale: Azoto (N2): 78,08% Ossigeno (O2): 20,95% Argon (Ar): 0,93% Vapore acqueo (H2O): 0,33% in media Diossido di carbonio (CO2): 0,032% Neon (Ne): 0,00181% Elio (He): 0,0005% Metano (CH4): 0,0002% Idrogeno (H2): 0,00005% Kripton (Kr): 0,000011% Xeno (Xe): 0,000008% Ozono (O3): 0,000004%. L’azoto è la sostanza presente in maggior quantità; la percentuale 78,08 % indica proprio la concentrazione dell’azoto nell’atmosfera, così come 20,95% rappresenta la concentrazione percentuale dell’ossigeno. Se l’atmosfera fosse costituita esclusivamente da ossigeno, la sua concentrazione sarebbe pari al 100%, cioè saremmo in presenza di una sostanza pura; in questo ipotetico caso, allora, il materiale gassoso sarebbe costituito da un’unica sostanza, con proprietà fisiche e chimiche ben specifiche, cioè del tutto diverse da quelle di tutte le altre sostanze conosciute. Mentre l’ossigeno, gassoso a temperatura ambiente, diventa liquido a −182,97 °C, solidifica a -222,8 °C (proprietà fisiche) ed è necessario per la respirazione degli esseri viventi (proprietà chimica), l’azoto, anch’esso gassoso a temperatura ambiente, liquefa a −195,82 °C, solidifica a −210,03 °C e non reagisce facilmente con le altre sostanze. Possiamo quindi genericamente affermare che la materia presente nella sostanza ossigeno ha natura diversa rispetto alla materia presente nella sostanza azoto. Anche le miscele hanno proprietà fisiche e chimiche, ma, a differenza delle sostanze pure, tali proprietà non presentano valori costanti in quanto dipendono dalla composizione della miscela stessa. Per esempio, mentre a pressione atmosferica l’acqua pura bolle a 99,98 °C e l’alcol etilico puro bolle a 78,37 °C, una loro miscela presenta un punto ebollizione compreso tra queste due temperature e sarà tanto più vicino a 78 °C quanto più grande è la concentrazione dell’alcol e tanto più vicina a 100 °C quanto più piccola è la concentrazione dell’alcol. Per finire, gli atomi, della cui esistenza abbiamo oggi prove tangibili, sono le entità con cui descriviamo la struttura della materia; a me sembrerebbe molto strano non poterli considerare piccolissime porzioni di materia…
Le tante domande di Giulia...
Giulia mi chiede la differenza tra materia e materiale, e tra materiale e sostanza; mi chiede anche cosa si intende per composizione, per natura della materia e per concentrazione.