Il compito completamente risolto del 21 dicembre si trova a questo link mentre i risultati (e i voti) si trovano in questo foglio excel.

Nel primo esercizio si racconta della reazione tra il cloruro rameico e il blocco di alluminio,

da cui si è ricavato il rame come sostanza e la possibilità di calcolare la formula del cloruro rameico in base alle masse di rame e cloro combinate.

Il cloruro rameico anidro, come quello idrato da cui esso si ricava per riscaldamento, è una sostanza (chimica) ben precisa, quindi non può essere un miscuglio. Quando l'avete pesato avete visto che il cloruro rameico andidro era formato da tutti granelli marroni uguali, e non da un miscuglio di più cose.

Poiché è formato da due elementi, cloro e rame, il cloruro rameico anidro può definirsi una sostanza composta (un composto). La classificazione come sale, da voi preferita, anche se non è sbagliata, dimostra che avete ancora scarsa confidenza con i concetti importanti di sostanza composta e sostanza elementare.

Quando sciogliamo il cloruro rameico in acqua otteniamo una soluzione di colore azzurro, non certo una reazione chimica. 

La soluzione è un tipo di materia (di solito liquida), mentre la reazione non è una "cosa", non è un tipo di materia.

La reazione è un fenomeno, non un tipo di materia. La reazione accade e si riconosce per i cambiamenti nel tempo (evidenze del formarsi di nuove sostanze e della scomparsa dei reagenti), ma non può essere versata in un beker, come si fa per una soluzione. Reazione è sinonimo di trasformazione chimica. 

Immergendo il blocco di alluminio nella soluzione immergiamo una sostanza elementare, o semplice, cioè formata da un solo elemento chimico: l'alluminio.

Tale sostanza reagisce con un'altra sostanza: il cloruro rameico presente nella soluzione come soluto. L'alluminio prende parte alla reazione o trasformazione chimica, di scambio il cui risultato è che l'elemento alluminio si combina con il cloro formando un nuovo composto: il cloruro di alluminio, che si scioglie nella soluzione acquosa.

Nello stesso tempo l'elemento rame abbandona la combinazione con l'elemento cloro e si separa dalla soluzione come sostanza elementare, un solido rossiccio facilmente filtrabile che riconosciamo come rame in polvere e granelli. 

Quando la soluzione non conterrà più cloruro rameico, essa non sarà più azzurra, e ciò permetterà di riconoscere la fine della trasformazione.

Pesando il rame filtrato, lavato e asciugato, potremo risalire alle quantità di rame e cloro combinate nel cloruro rameico anidro,

e da questi dati potremo ricavare con un semplice calcolo la nostra prima formula chimica di un composto, quella del cloruro rameico

Per quanto riguarda l'esercizio 5, ci sono le seguenti osservazioni da fare.

1. La limatura di rame è una sostanza, formata esclusivamente dall'elemento rame, quindi è una sostanza elementare. Non può essere confusa con l'elemento rame, che potrebbe trovarsi anche in composti e miscugli. Per esempio il nostro organismo contiene una certa quantità di elemento rame (i suoi atomi) ma esso non contiene pezzettini di tale metallo o sue leghe, quindi non c'è la sostanza elementare rame nel nostro corpo (a meno che non ci mangiamo una moneta da 1, 2 o 5 centesimi). Qualcuno ha sostenuto che il rame in limatura fosse un miscuglio eterogeneo... ma un miscuglio di quali materiali? Cosa altro c'è oltre al rame metallico in tale limatura? Altri hanno scelto SC, sostanza composta: chissà da quali elementi, visto che nella sostanza semplice chiamata rame c'è solo l'elemento rame!

2. Tutti sanno che l'aria è un miscuglio di ossigeno, azoto e altri gas. Poiché questi gas sono perfettamente mescolati, l'aria è identica nelle varie parti e non abbiamo bisogno dell'olfatto per trovare dove c'è ossigeno da respirare e per evitare zone di solo azoto. Tali zone di solo azoto o solo ossigeno non ci sono, dunque, perché l'aria è un miscuglio omogeneo. Solo un quinto dei partecipanti alla verifica ha riconosciuto l'aria come un miscuglio omogeneo, o soluzione, SO. Altri, soprendentemente, hanno classificato l'aria come elemento (quale? "ario"?) o come composto (come se l'aria fosse un'unica sostanza composta) e addirittura come miscuglio eterogeneo (come se si stesse parlando di aria con le goccioline nebbia e le particelle di fumo incorporate).

3. Come si può concepire l'acqua del mare, cioè acqua (composto) con sciolto il sale (cloruro di sodio, composto di sodio e cloro), come un singolo composto?Solo 11 su 25 hanno scelto l'opzione corretta, cioè che l'acqua di mare è una soluzione (SO). Inspiegabile le cinque scelte di considerare l'acqua di mare un elemento o una sostanza elementare. 

4. L'atomo di ossigeno può trovarsi in qualsiasi sostanza che contiene questo elemento. Quindi l'atomo di ossigeno è certamente un piccolo campione di tale elemento (E). Quattro persone hanno considerato l'atomo di ossigeno come la sostanza elementare (SE) ossigeno. Questa potrebbe essere la più piccola quantità possibile di tale sostanza; quindi, anche se in modo forzato, si potrebbe ammettere tale risposta. Ma che dire di chi ha considerato l'atomo di ossigeno come un miscuglio eterogeneo? E come considerarlo un composto (SC)? Se è fatto solo di un atomo di ossigeno, con cosa sarebbe composto?

5. Solo quattro studenti su 25 hanno individuato nell'insieme di rame e solfato di rame solidi un miscuglio eterogeneo (ME). Ciò nonostante la questione doveva essere chiara già dall'esperimento precedente (PS_6). Come può questo miscuglio essere considerato omogeneo (una soluzione, SO)? E come può essere considerato una sostanza composta, SC, dato che la sua composizione può essere variata a piacere e dato che in tale miscuglio si riconoscono facilmente i frammenti di due diverse sostanze? E come può essere considerato una sostanza elementare, SE, come hanno stabilito ben otto di voi? C'è anche il solfato (zolfo e ossigeno)! Quindi gli elementi combinati sono tre nella sostanza composta che fa parte del miscuglio eterogeneo.

6. Come ben sapete il cloruro rameico sciolto in acqua forma una soluzione verde - azzurra, perfettamente omogenea con piccole quantità d'acqua, poiché è molto solubile. Quindi SO, soluzione. Difficile, se non impossibile, comprendere come possa essere considerato una sostanza elementare o un elemento, come fatto da due di voi. La soluzione non può essere considerata una sostanza composta, poiché di composti ce ne sono due: l'acqua e il cloruro rameico. L'unione di due composti non produce un altro composto più comprensivo, ma solo un miscuglio. In chimica non esistono i composti di composti, ma solo i composti di elementi.

7. Il cloruro rameico idrato è formato da bei cristalli color turchese, esattamente tutti dello stesso colore, e non è "bagnato", ma secco. Inserisco un'immagine scattata dal gruppo C:

Quando leggete "Cloruro rameico idrato" stiamo parlando di questa singola sostanza e non di un miscuglio di più cose.

Inoltre dal nome si dovrebbe capire che questa sostanza deve essere un composto di rame e cloro, oltre che di idrogeno e ossigeno (idrato = che incorpora acqua, quindi H e O).

Anche in questo caso abbiamo quattro studenti che hanno considerato questa una sostanza elementare. La cosa è sorprendente perché tutti e quattro gli stessi studenti hanno preso parte all'esperimento in cui da tale sostanza si separava il rame dal cloro. Quindi come poteva essere costituita da un solo elemento?

Il rame da solo può avere varie tonalità di colore a seconda di quanto sia lucido e pulito o polverizzato, che vanno dal nero al rosa-arancio chiaro. Ma mai il rame, formato solo da atomi di rame, può avere un colore azzurro.

8. Per l'alluminio abbiamo avuto meno problemi di classificazione: in mancanza di specificazioni non possiamo sapere se parliamo della sostanza semplice che teniamo in mano (SE) o dei suoi atomi (Elemento E), quindi entrambe le risposte sono accettabili (sebbene nel dubbio saremmo più sicuri dicendo l'elemento, poiché esso può trovarsi anche in sostanze non elementari e in miscugli). Inspiegabili le due scelte di considerare l'alluminio, simbolo chimico Al, una sostanza composta.

9. Il ghiaccio, che tutti sanno essere costituito da acqua, acqua e nessun'altra sostanza, è stato correttamente classificato come sostanza composta (quale è l'acqua di cui è fatto il ghiaccio) solo da tre studenti. Poiché i tre hanno avuto una valutazione complessivamente più che sufficiente, possiamo dire che il saper rispondere a questo particolare compito di classificazione è abbastanza predittivo della capacità di vedere nella maniera giusta la materia chimica e anche (che è la stessa cosa) di usare con tranquillità conoscenze che tutti noi possediamo anche senza studi particolari.

10. La molecola d'acqua non può essere un miscuglio, dato che i miscugli devono contenere più molecole diverse l'una dall'altra. 

La molecola d'acqua non può essere una sostanza elementare e nemmeno un elemento, poiché in essa sono presenti atomi di idrogeno ed ossigeno, che sono DUE elementi.

Quindi la singola molecola d'acqua non può che essere la più piccola partedi una sostanza composta (SC), la sostanza acqua, come hanno ritenuto gli stessi tre studenti del punto 9 e un altro anch'egli con votazione complessiva superiore alla sufficienza.

11. Ne caso della sabbia, i 18 studenti che hanno optato per elemento o sostanza elementare e i quattro che l'hanno considerata sostanza composta o soluzione, possono solo aver subito l'effetto di una tempesta solare focalizzata su di loro. Dei soli due che hanno considerato la sabbia, correttamente, un miscuglio eterogeneo (ME), solo uno ha una valutazione più che sufficiente e con probabilità avrà immaginato ciò che si vede osservando da vicino i singoli granelli, dotati di colore, trasparenza e consistenza diverse e, pertanto, fatti di materie diverse. Se avessero ragione i 18 avremmo un nuovo elemento chimico: il "sabbio".

12. La lega di rame e zinco chiamata ottone è una soluzione (SO) solida, un miscuglio omogeneo di due sostanze (elementari), che sono i due metalli rame e zinco.

La presenza dei due metalli è riconoscibile dal colore giallastro apportato dalla presenza del rame, dall'aspetto e dalla consistenza metallica e anche dalle proprietà chimiche (es. ossidazione con formazione di composti verti, tipica del rame). Se l'ottone fosse una sostanza a sé stante, derivante dalla combinazione dei due elementi rame e zinco, essa avrebbe caratteristiche completamente diverse e, in aggiunta, avrebbe una composizione fissa. Invece la lega non ha composizione fissa: possiamo mettere (mescolare) un po' più zinco o un po' meno zinco, o aggiungere altri metalli (es. stagno, magnesio, ecc.) per migliorare le caratteristiche. Le sostanze non sono come le zuppe dove si possono modificare quantità e tipi di ingredienti, quindi probabilmente tra i sedici studenti che hanno considerato l'ottone come una sostanza composta dagli elementi rame e zinco almeno alcuni non hanno mai visto o studiato come si prepara una lega mescolando omogeneamente quantità variabili di metalli fusi. L'unico che ha scritto ME invece è probabile che non abbia mai visto da vicino un pezzo di ottone (una tromba) da rendersi conto che esso non presenta disomogeneità. Inspiegabili le cinque classificazioni come elemento, dato che nell'ottone ci sono DUE elementi. In nessun caso unendo o mescolando due elementi si può ottenere un terzo elemento che comprende gli altri due.

13. Il cloruro di sodio è una sostanza (chimica) composta degli elementi sodio e cloro. Essa è sempre uguale a se stessa, sia che la otteniamo dall'acqua del mare, sia che la estraiamo da una miniera, sia che la "fabbrichiamo" facendo reagire assieme le due sostanze cloro e sodio, sia che la otteniamo unendo acido cloridrico e idrossido di sodio. In tutti i casi otterremo ciò che viene chiamato "sale da tavola", sempre con la stessa composizione: 61% di cloro e 39% di sodio. Il cloruro di sodio è una sostanza cristallina che tutti i giorni sfreghiamo tra le dita e riconosciamo dal caratteristico sapore. Essa è completamente diversa da un miscuglio eterogeneo (ME) di sodio metallico (grigio e tenero) e cloro gassoso (giallo, puzzolente e tossico), come ritengono due di voi, o da una soluzione (SO, cinque preferenze) perché non contiene acqua in cui potrebbe sciogliersi, finché non ce la mettiamo noi, e non si capisce come possa essere considerato elementare (cinque preferenze date ad E o SE) dato che esso contiene DUE elementi: sodio e cloro.

14. L'ossigeno che si trova in una bombola è una sostanza gassosa, che si trova pura e compressa. Non si sta parlando dell'elemento ossigeno in astratto, ma proprio della sostanza, nella sua concretezza, quella che possiamo usare per respirare o per fare una fiamma ad alta temperatura. Tale sostanza deve essere semplice, una sostanza elementare, poiché non contiene altro che atomi di ossigeno. A differenza dell'acqua, sostanza composta, in cui oltre agli atomi di ossigeno ci sono quelli dell'idrogeno. 9 studenti hanno classificato correttamente tale materia. Tre studenti, nonostante la bombola, hanno pensato all'elemento in astratto o agli atomi di ossigeno (E). Quando abbiamo bisogno d'aria per respirare non ci vanno bene atomi di ossigeno in qualsiasi maniera; non ci vanno bene quelli che stanno nella CO₂ o nell'acqua, H₂O. Abbiamo bisogno non dell'elemento, ma di una sostanza ben precisa dove ci siano SOLO atomi di ossigeno. Possibilmente raggruppati a due a due: O₂, e non a tre a tre: O₃ (ozono) se non vogliamo un enfisema polmonare causato da questo forte ossidante.