1. Предмет химии. Вещества

Определения и обозначения

Химия — наука о веществах, их свойствах и превращениях. Она помогает выяснять, из чего состоят материалы и что происходит с ними при изменениях. Поэтому химия нужна для объяснения многих явлений вокруг нас.

Вещество — то, из чего состоят физические тела. Вещества различаются составом и свойствами: например, вода и растительное масло — разные вещества. Это понятие помогает назвать материал, а не сам предмет.

Физическое тело — отдельный предмет, имеющий форму и размеры и состоящий из одного или нескольких веществ. Стакан и гвоздь — тела, а не вещества. Понятие тела позволяет отличить конкретный предмет от материала, из которого он сделан.

Свойства веществ — признаки, по которым вещества описывают, распознают и отличают друг от друга. Цвет, плотность и растворимость помогают сравнить вещества. Знание свойств нужно, чтобы правильно выбирать и применять материалы.

Как это устроено

Химия рассматривает не только сами вещества, но и то, как они ведут себя и во что могут превращаться. Предметы вокруг нас сделаны из материалов, а материалы состоят из веществ. Если изучать их свойства и изменения, становится понятнее, почему одни материалы подходят для посуды, а другие — для проводов или строительных деталей. Поэтому химические знания применяют и в быту, и при создании новых материалов.

Тело и вещество отвечают на разные вопросы: «Что это?» и «Из чего это сделано?». Стакан — тело, а стекло — вещество, из которого его изготовили; такой же стакан может быть сделан из пластмассы или металла. И наоборот, железо может образовывать гвоздь, ключ или деталь машины. Различение понятий помогает не путать предмет с его материалом.

Вещество описывают по признакам, которые можно наблюдать или измерять. Агрегатное состояние показывает, является ли оно твёрдым, жидким или газообразным; также сравнивают цвет, запах, плотность и растворимость. Например, плотность помогает сопоставлять массу одинаковых объёмов разных веществ. Набор признаков облегчает распознавание вещества, хотя для уверенного вывода часто нужно проверить несколько свойств.

Физические свойства можно наблюдать без превращения вещества в другое: вода бесцветна, а лёд плавится, оставаясь водой. Химические свойства характеризуют способность вещества вступать в превращения с образованием других веществ. Например, способность железа ржаветь относится к химическим свойствам. Чтобы определить вид свойства, нужно спросить, появляется ли в результате новое вещество.

Одно вещество может подходить для изготовления разных тел, если его свойства полезны для каждой задачи. Из железа делают и гвозди, и инструменты, но предметам придают разную форму и назначение. Для окон выбирают прозрачное стекло, а для лёгкой упаковки — подходящий пластик. Значит, материал выбирают не случайно: учитывают, какие свойства нужны готовому предмету.

Чем различаются физическое тело и вещество

Пользуйся таблицей, чтобы сначала определить, назван ли предмет или материал. Если слово отвечает на вопрос «что это за предмет?», скорее всего, речь о теле; если «из чего он сделан?» — о веществе. Помни, что одному телу могут соответствовать несколько веществ, а одно вещество может служить материалом для разных предметов.

Разбор задач

Задача 1. Определите, где названы тела, а где вещества: стакан, стекло, вода, гвоздь. Сначала выясним, какие слова обозначают отдельные предметы, а какие — материал. Затем проверим, можно ли указать форму и назначение конкретного предмета. Ответ запишем, разделив названия на две группы.

1. Стакан — отдельный предмет, значит, это физическое тело.
2. Стекло — материал, из которого можно изготовить стакан, значит, это вещество.
3. Вода — вещество, а гвоздь — отдельный предмет и физическое тело.

Ответ: тела — стакан и гвоздь; вещества — стекло и вода. Такой способ проверки подходит и для других примеров: предмет отделяют от материала, из которого он состоит. При этом внешний вид предмета не меняет его принадлежности к телам.

Задача 2. Подберите по два тела, изготовленных из железа, и по два вещества, из которых может состоять одно тело — карандаш. Здесь нужно показать обе связи: одно вещество может использоваться для разных предметов, а одно тело — содержать несколько веществ. Выберем знакомые примеры, в которых материал и предмет легко различить. Не следует принимать части карандаша за отдельные тела в условии: требуется назвать вещества в его составе.

1. Подбираем два железных тела: например, гвоздь и ключ.
2. Вспоминаем основные части карандаша: корпус может быть деревянным, а стержень содержит графит.
3. Называем именно вещества или материалы, а не предметы: древесина и графит.

Ответ: тела из железа — гвоздь и ключ; вещества в составе карандаша — древесина и графит. В конкретном карандаше могут присутствовать и другие материалы, например краска или металл. Пример показывает, что тело часто имеет сложный состав.

Задача 3. Сравните воду и растительное масло по цвету, агрегатному состоянию и способности смешиваться с водой; укажите, какие свойства физические. Сравниваем только заданные признаки и не делаем выводов о превращениях веществ. В обычных условиях вода и масло — жидкости; чистая вода бесцветна, а масло может иметь оттенок. Проверка смешивания показывает, образуют ли жидкости однородную смесь, но сама по себе не означает появления нового вещества.

1. По агрегатному состоянию оба вещества жидкие.
2. По цвету: вода бесцветна, растительное масло обычно имеет желтоватый или иной оттенок.
3. При смешивании масло не растворяется в воде и отделяется от неё, тогда как вода смешивается с водой.

Ответ: цвет, агрегатное состояние и способность смешиваться — физические свойства, поскольку их можно наблюдать без превращения воды или масла в другие вещества. Оттенок масла может различаться в зависимости от его вида. Для сравнения веществ важно указывать условия наблюдения и не объявлять смесь новым веществом автоматически.

Типичные ошибки

Предмет нередко называют веществом: например, говорят, что стакан — это стекло. Так происходит, потому что название материала переносят на изготовленную из него вещь. Проверь себя вопросом: речь о предмете целиком или о том, из чего он сделан? Стакан — тело, стекло — вещество.

Ошибочно считать, что каждое тело состоит только из одного вещества. Простые предметы могут скрывать разные материалы: в карандаше есть корпус и стержень, а иногда и металлические детали. Путаница возникает, когда судят только по внешнему виду. Проверь себя: есть ли у предмета части с разными материалами? Если да, тело может состоять из нескольких веществ.

Цвет, запах и агрегатное состояние иногда относят к химическим свойствам, хотя их наблюдают без превращения вещества. Причина ошибки — слово «химический» связывают с любым описанием вещества. Спроси себя, изменилось ли вещество на другое: если нет, речь идёт о физическом свойстве. Химическое свойство связано с возможностью такого превращения.

Не любое изменение вещества является химическим. При плавлении лёд меняет состояние, но остаётся водой; ошибку допускают, замечая перемену внешнего вида и не проверяя состав. Чтобы проверить себя, выясни, образовались ли новые вещества. Если состав не изменился, одного изменения формы или состояния недостаточно, чтобы говорить о химическом превращении.

Связь с другими темами

Для работы с этой темой достаточно внимательно наблюдать предметы и описывать их признаки. Эти умения пригодятся при изучении состава веществ и способов их распознавания. Различение физических и химических изменений подготавливает к теме химических реакций: в реакции образуются новые вещества. Понятия тела и вещества связаны с естествознанием и повседневным выбором материалов, например при покупке посуды или одежды.

Что запомнить

• Химия изучает вещества, их свойства и превращения.
• Физическое тело — предмет, а вещество — то, из чего он состоит.
• Одно тело может состоять из нескольких веществ.
• Из одного вещества можно изготовить разные тела.
• Физические свойства наблюдают без образования новых веществ.
• Химические свойства связаны со способностью вещества превращаться в другие вещества.