In chimica una sostanza pura, spesso chiamata semplicemente sostanza, è un sistema (cioè una porzione di materia) che non può essere separato in sostanze più semplici attraverso trasformazioni fisiche.

L’acqua che esce dal rubinetto non è una sostanza pura, perché contiene i sali minerali, cioè altre sostanze disciolte al suo interno (e quindi potremmo separarla in acqua da un lato e sali minerali dall’altro). L’acqua distillata invece è una sostanza pura.

Le proprietà fisiche e chimiche di una sostanza pura sono definite e costanti in ogni suo punto. In altre parole, le sue caratteristiche (punto di ebollizione, punto di fusione…) si ripetono costantemente in ogni suo campione e possono quindi essere usate per distinguere una sostanza da un’altra.

Ad esempio, l’acqua distillata bolle a 100° Celsius, mentre l’oro bolle a 2808° Celsius.

La differenza tra proprietà fisiche e proprietà chimiche è che le proprietà fisiche possono essere osservate senza fare interagire la sostanza con un’altra, mentre le proprietà chimiche sono conoscibili solo attraverso lo studio delle sue reazioni (cioè vedendo come reagisce quando viene unita ad altre sostanze).

Sostanze elementari e sostanze composte

Le sostanze pure possono essere di due tipi:

• sostanze elementari (dette anche sostanze semplici), se sono costituite da uno o più atomi dello stesso elemento
• sostanze composte, se sono costituite da atomi di elementi diversi

Per capire se una sostanza sia di un tipo o di un altro, basta guardare la sua formula chimica e vedere se contiene atomi di un solo elemento oppure no.

Ad esempio, l’idrogeno (formula chimica H₂) ha solo atomi di questo elemento e quindi è una sostanza elementare, mentre l’acido solforico (formula chimica H₂SO₄) contiene atomi di idrogeno, zolfo e ossigeno e quindi è una sostanza composta.

Sostanza pura: sistema omogeneo o eterogeneo?

Una sostanza pura rappresenta sempre un sistema omogeneo dal punto di vista chimico, mentre dal punto di vista fisico può essere un sistema omogeneo o eterogeneo a seconda di quante fasi presenta.

Se ad esempio portassimo l’acqua distillata a 0°, sarebbe in parte solida e in parte liquida, per cui rappresenterebbe un sistema omogeneo in chimica, dato che è una sostanza pura, mentre costituirebbe un sistema eterogeneo in fisica, dato che sarebbe formata da più fasi.