Le miscele sono composte da due o più sostanze pure, che conferiscono loro una combinazione di proprietà distinte. Le sostanze pure, invece, possiedono un unico insieme fisso di proprietà. Entrambi condividono caratteristiche comuni, come peso, volume, colore e comportamenti chimici specifici, ma divergono in modi fondamentali che sono essenziali per la chimica e le applicazioni quotidiane.
Le miscele possono essere omogenee o eterogenee e ogni componente conserva la propria identità. A differenza delle sostanze pure, le miscele possono essere separate con mezzi fisici e la loro composizione può variare notevolmente. Nonostante ciò, le miscele ereditano le proprietà fondamentali delle sostanze pure che le compongono.
Sia le miscele che le sostanze pure presentano attributi fisici misurabili:peso, volume e colore . I solidi mostrano anche forma, durezza e struttura . Ognuno di essi ha punti di ebollizione e solidificazione caratteristici; le miscele possono presentare più punti di questo tipo corrispondenti alle sostanze costituenti.
Casi speciali si verificano quando una miscela omogenea o eterogenea è costituita da un singolo composto puro in due stati, ad esempio una miscela di ghiaccio e acqua liquida. Sebbene i componenti differiscano fisicamente, l'identità chimica rimane la stessa, qualificando il sistema come una sostanza pura.
In termini di comportamento chimico, le miscele e le sostanze pure condividono proprietà come infiammabilità, tossicità, calore di combustione e reattività . Le miscele omogenee mostrano caratteristiche chimiche uniformi ovunque, mentre le miscele eterogenee possono variare da una regione all'altra.
Le sostanze pure sono chimicamente uniformi; la loro composizione è fissa, sia che si tratti di un elemento o di un composto. La proporzione di ciascun elemento o atomo rimane costante in tutti i campioni.
Le miscele non hanno questa composizione fissa. Che si tratti di soluzioni omogenee come l'acqua salata o di miscele eterogenee come olio e aceto, le quantità relative di ciascun componente possono cambiare liberamente. Questa flessibilità è una caratteristica distintiva delle miscele.
Inoltre le miscele possono essere decomposte nelle loro sostanze pure costituenti mediante tecniche puramente fisiche:distillazione (separazione di liquidi o di un liquido da un solido), filtrazione (rimozione di solidi da liquidi), centrifugazione (differenziando per densità) e decantazione (separare un liquido da un solido pesante). Le sostanze pure non possono essere scomposte in materiali più semplici attraverso tali mezzi.
