La química es el estudio de la materia y los cambios que experimenta. La materia es cualquier cosa que ocupa un espacio y que tiene masa; se puede ver y tocar como agua, tierra y árboles, o no, como el aire.
Los químicos distinguen varios subtipos de materia según su composición y propiedades. La clasificación de la materia comprende las sustancias, las mezclas, los elementos y los compuestos, así como los átomos y las moléculas.
Una sustancia es una forma de materia que tiene una composición definida y propiedades características. Algunos ejemplos son, el agua, el azúcar, el oro y el oxígeno. Las sustancias difieren entre sí en su composición y pueden identificarse por su apariencia, olor, sabor y otras propiedades.
Una mezcla es una combinación de dos o más sustancias, en la cual las mismas conservan sus propiedades características. Algunos ejemplos son el aire, las gaseosas y la leche. Las mezclas no tienen una composición conocida y constante. Por ejemplo el aire de distintas ciudades tienen una composición diferente debido a las diferencias de altitud y contaminación.
Las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas. Cuando una cucharada de azúcar se disuelve en agua, obtenemos una mezcla homogénea; es decir, las composición de la mezcla es la misma en toda la disolución (no se diferencian las dos sustancias). Sin embargo, si se juntan agua y aceite, permanecerán como tales. Este tipo de mezcla se conoce como heterogénea debido a que su composición no es uniforme (se diferencias las dos fases).
Cualquier mezcla ya sea homogénea o heterogénea, se puede formar y volver a separar en sus componentes puros por medios físicos, sin cambiar la identidad de las sustancias que la componen. Así, el azúcar se puede separar de la disolución acuosa al calentar y evaporar la disolución hasta que se seque. Si se condensa el vapor de agua liberado, es posible obtener el componente agua. Después de la separación, no habrá ocurrido cambio alguno en las propiedades de los componentes de la mezcla.