Una sostanza pura è composta esclusivamente da quella sostanza e non può essere separata in altre sostanze. Una miscela può essere separata in due o più sostanze pure. Mentre le sostanze pure hanno proprietà fisiche e chimiche chiaramente definite, le miscele hanno proprietà diverse, a seconda delle proporzioni delle sostanze pure in ciascuna miscela e della posizione nella miscela.

Le sostanze pure possono essere elementi costituiti esclusivamente da un tipo di atomo, oppure possono essere composti costituiti da molecole che includono due o più elementi. Le miscele possono essere omogenee o eterogenee a seconda di quanto siano finemente miscelati i componenti. Le miscele omogenee hanno lo stesso aspetto e le stesse caratteristiche in tutta la miscela. Le miscele eterogenee sono più grossolane con variazioni rilevabili nell'aspetto e nelle proprietà nelle diverse parti della miscela

TL; DR (troppo lungo; non letto)

Le sostanze pure sono costituite da un tipo di materiale con proprietà coerenti, mentre le miscele sono composte da due o più sostanze pure, ognuna con proprietà diverse. Di conseguenza, le sostanze pure non possono essere separate in altri materiali, ma le diverse proprietà dei componenti delle miscele possono essere utilizzate per separarle in sostanze pure.
Elementi e composti

Gli elementi sono sempre puri sostanze, mentre i composti sono combinazioni chimiche di due o più elementi e possono anche essere puri. Nel mondo reale, sostanze come elementi e composti raramente sono puri perché di solito sono contaminati dai loro contenitori, dall'ambiente circostante o dalla loro produzione. In teoria, puro significa senza impurità rilevabili. Di solito è possibile purificare elementi e composti a quello standard, anche se spesso ci vuole molto sforzo.

I composti sono costituiti da più di una sostanza pura e differiscono dalle miscele in quanto è impossibile separarli senza una reazione chimica. Le miscele possono essere separate da processi fisici, ma questi non separano i composti.

Se un elemento o un composto esiste contemporaneamente in due stati, può essere allo stesso tempo una sostanza pura e una miscela. Ad esempio, l'acqua pura con puro ghiaccio tritato è ancora una sostanza pura, ma è anche una miscela di due stati della sostanza pura. Come miscela, il ghiaccio può essere separato dall'acqua con mezzi fisici come scavare i frammenti di ghiaccio.
Miscele omogenee ed eterogenee

Le miscele contengono più di un tipo di atomo o molecola e possono essere separate usando metodi fisici. In miscele omogenee, le particelle della miscela sono così fini che la miscela sembra fatta dello stesso materiale dappertutto. Per le miscele eterogenee, le particelle sono rilevabili e le proprietà della miscela differiscono a seconda della parte della miscela esaminata.

Le soluzioni sono miscele omogenee tipiche. Ad esempio, una soluzione di sale in acqua è una miscela omogenea perché l'acqua e il sale possono essere separati per distillazione, producendo acqua pura e sale cristallino. L'aria è una miscela costituita principalmente da azoto e ossigeno. I gas possono essere separati raffreddando e liquefacendo l'aria e quindi facendo bollire azoto, che ha un punto di ebollizione più basso, e poi ossigeno, che bolle a una temperatura più alta dell'azoto.

Le miscele eterogenee possono essere qualsiasi cosa dalla colazione cereali, sabbia o condimento per insalata. Molti materiali comuni sono miscele eterogenee che spesso possono essere facilmente separate filtrando, separando meccanicamente o usando proprietà come peso o magnetismo. La caratteristica chiave delle miscele eterogenee è che le loro proprietà variano da punto a punto e che la variazione può essere utilizzata per separarle.

Per qualsiasi sostanza sconosciuta, un'attenta ispezione di solito rivela se il materiale è una miscela eterogenea. In caso contrario, potrebbe essere una miscela omogenea o una sostanza pura. Il riscaldamento o il raffreddamento comporteranno la separazione del materiale quando i componenti della miscela bolliranno o si solidificheranno a temperature diverse oppure l'intera sostanza pura bollirà o congelerà in singoli punti.