Substancje chemiczne i ich przemiany


Substancje chemiczne, ich właściwości



Materią jest to wszystko, co nas otacza, wszystkie przedmioty i zjawiska, które istnieją i zachodzą dokoła nas niezależnie od naszej woli i zdolności odczuwania. Materią jest wszystko, co widzisz, słyszysz, wyczuwasz dotykiem, powonieniem i smakiem lub wykrywasz przyrządami.

Wszystkie przedmioty, które nas otaczają nazywamy ciałami fizycznymi.

Substancja to rodzaj materii, z której zrobione jest dane ciało.

Patrzymy na złoty pierścionek: mówiąc pierścionek mamy na myśli ciało fizyczne, mówiąc złoto mamy na myśli substancję. Patrzymy na szklankę: mówiąc szklanka mamy na myśli ciało fizyczne, mówiąc szkło mamy na myśli substancję.

Substancje różnią się między sobą. Każda substancja ma swoje charakterystyczne cechy pozwalające na jej rozpoznanie i odróżnianie od innych substancji - te cechy nazywamy właściwościami substancji.

Właściwości fizyczne badamy za pomocą narządów zmysłów, czyli wzroku, słuchu, zapachu, smaku, dotyku.

Możemy określić m.in. następujące właściwości substancji:

- stan skupienia,

- barwę,

- przezroczystość,

- smak,

- połysk,

- rozpuszczalność w wodzie,

- przewodzenie prądu i ciepła,

- zachowanie się wobec magnesu,

- temperaturę wrzenia i topnienia,

- kruchość,

- dźwięczenie po uderzeniu,

- chropowatość,

- gęstość,

- gładkość,

- lepkość,

- śliskość.

Właściwości substancji decydują o ich zastosowaniu, np. nie używamy substancji, które nie przewodzą prądu elektrycznego do budowy linii elektrycznej.

Dla przykładu określamy właściwości fizyczne octu: ciecz, bezbarwna, o charakterystycznym zapachu, o smaku kwaśnym, dobrze rozpuszczalna w wodzie.


Mieszaniny substancji



Jeżeli weźmiemy dwie lub więcej substancji i wymieszamy je ze sobą otrzymamy mieszaninę substancji. Każdą substancję, która wchodzi w skład mieszaniny nazywamy składnikiem mieszaniny. Jeżeli wymieszamy cukier z piaskiem, to taka mieszanina ma dwa składniki: piasek i cukier. W mieszaninie składniki zachowują swoje właściwości.

Mieszaniny jednorodne

Jeżeli wymieszamy ocet z wodą, to nie widzimy gdzie jest ocet, a gdzie woda (nie widzimy składników mieszaniny). Taką mieszaninę, w której nie widzimy składników gołym okiem ani za pomocą prostych przyrządów optycznych (lupy, mikroskopu) nazywamy mieszaniną jednorodną (składniki tworzą jedność, czyli mieszanina jest jednorodna).

Przykłady mieszanin jednorodnych: woda i sól, woda i cukier, powietrze, denaturat i woda.

Mieszaniny niejednorodne

Jeżeli wymieszamy węgiel z cukrem, to widzimy, gdzie jest węgiel, a gdzie cukier. Taką mieszaninę, w której składniki widać gołym okiem nazywamy mieszaniną niejednorodną.

Przykłady mieszanin niejednorodnych: sól i pieprz, żelazo i cukier, siarka i woda, piasek i sól, piasek i woda.

Sposoby rozdzielania mieszanin

Mieszaniny możemy rozdzielić na składniki wykorzystując różnice w ich właściwościach fizycznych.

Pamiętasz pewno z dzieciństwa bajkę o Kopciuszku. Kiedy Kopciuszek poszedł na bal, to gołębie oddzieliły groch od piasku, czyli rozdzieliły mieszaninę na składniki.

Możemy rozdzielać mieszaniny na składniki stosując różne metody

- Metody mechaniczne - np. wybieranie, użycie sita,

- Używając magnesu - wykorzystuje się właściwości magnetyczne substancji - jedne substancje przyciągane są przez magnes, inne nie (siarka z żelazem - żelazo zostanie przyciągnięte przez magnes, siarka zostanie w naczyniu).

- Dekantacja - zlewanie cieczy znad osadu (woda z piaskiem - odlejemy wodę, zostanie piasek),

- Odparowanie cieczy (woda z solą - odparujemy wodę, zostanie sól)

- Destylacja - wykorzystuje się różnice w temperaturach wrzenia poszczególnych składników mieszaniny,

- Filtracja, inaczej sączenie - przepuszczanie mieszaniny przez warstwę porowatego materiału, np. bibuły, płótna, którą nazywamy sączkiem. Sączek przepuszcza składnik ciekły, a zatrzymuje na powierzchni składnik stały (denaturat przejdzie przez sączek, a węgiel zostanie na sączku).


Podział substancji chemicznych




Wśród substancji chemicznych wyróżniamy takie substancje, których nie można rozłożyć na substancje prostsze, nazywamy je pierwiastkami chemicznymi, np. złoto, węgiel, siarka.

Są również takie substancje, które można rozdzielić na substancje prostsze, nazywamy je związkami chemicznymi. Związki chemiczne to substancje o zupełnie innych właściwościach niż tworzące je składniki. Na przykład dobrze znana nam woda to związek chemiczny dwóch gazów: wodoru i tlenu. Woda jest cieczą i posiada zupełnie inne właściwości niż te gazy.

Jeżeli w wyniku różnych przemian zmieniają się niektóre właściwości fizyczne substancji, jednak dalej jest to ta sama substancja, nie zmienia swojego składu (jest tylko np. w innym stanie skupienia), to o takiej przemianie mówimy, że jest to zjawisko fizyczne.

Zjawiska fizyczne to np.

- parowanie wody (z cieczy robi się gaz, ale jest to dalej ta sama substancja chemiczna, czyli woda),

- topnienie lodu (z ciała stałego robi się ciecz, ale dalej jest to woda),

- topnienie parafiny,

- rozdrobnienie siarki.

Jeżeli w wyniku przemiany powstaje nowa substancja, o zupełnie innych właściwościach, to mówimy, że zachodzi przemiana chemiczna, czyli reakcja chemiczna, np. spalanie węgla (płonący węgiel zamienia się na popiół i gazy spalinowe), rdzewienie żelaza, spalanie parafiny.



Substancja prosta składa się tylko z jednego pierwiastka, natomiast substancja złożona, np. związek chemiczny, składa się z dwóch lub więcej pierwiastków.


Pierwiastki i ich symbole

Każdy pierwiastek ma swoją nazwę. Nazwy pierwiastków tworzono od imion bogów, nazw miast, nazwisk wybitnych uczonych, czy też od nazw państw, np. Polka Maria Skłodowska-Curie odkryła pierwiastek, który na cześć swojej ojczyzny nazwała polonem.

Już w starożytności, aby alchemicy z różnych krajów mogli łatwiej się porozumiewać przyjęto zamiast nazw pierwiastków ich symbole, np.

W 1815 roku szwedzki chemik Berzeliusz wprowadził obecnie stosowaną symbolikę chemiczną.

Symbol pierwiastka jest to umowny zapis stosowany na całym świecie. Chińczyk, Włoch czy Niemiec pisząc C ma na myśli węgiel.

Symbol pierwiastka składa się z dużej litery, która jest pierwszą literą nazwy łacińskiej. Ponieważ niektóre pierwiastki mają tę samą pierwszą literę, to do pierwszej dużej litery dodaje się drugą lub dalszą małą literę, np.

C - węgiel (carbon)

Ca - wapń (calcium)

Cu - miedź (cuprum)

Symbole pierwiastków możesz znaleźć w tablicy, którą nazywamy układem okresowym. Znajduje się ona na końcu tej książki.

Związki chemiczne



Związek chemiczny składa się co najmniej z dwóch pierwiastków połączonych ze sobą. Posługując się symbolami pierwiastków możemy również zapisać w sposób symboliczny wzory związków chemicznych. Jeżeli w zapisie występują co najmniej dwa symbole pierwiastków, to jest to zapis związku chemicznego i nazywamy go wzorem chemicznym.

Pamiętaj, jeżeli w zapisie chemicznym występuje więcej niż jedna duża litera to mamy do czynienia ze związkiem chemicznym. Jeżeli w zapisie występuje jedna duża litera, to jest to symbol pierwiastka.

Co - symbol pierwiastka - kobaltu,

CO - wzór związku chemicznego - tlenku węgla (II).

Aby pisać wzory związków chemicznych, trzeba jeszcze poznać pewne wiadomości, które są zawarte w dalszej części tej książki.