"Химия", Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г.
Химия изучает вещества: то, из чего состоят окружающие нас тела, их свойства и превращения. Предмет и материал — не одно и то же: гвоздь является телом, а железо — веществом, из которого он сделан. Свойства помогают распознавать вещества, а наблюдение за изменениями — отличать физические явления от химических. Это нужно, чтобы понимать процессы в природе и правильно использовать вещества в повседневной жизни.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Химия — наука о веществах, их свойствах, превращениях и явлениях, сопровождающих эти превращения. Иными словами, химики выясняют, из чего состоят материалы, чем они отличаются и что происходит с ними при изменениях. Это определение задаёт круг вопросов, на которые помогает отвечать химия.
Вещество — то, из чего состоят физические тела. Тело — отдельный предмет, а вещество — его материал: например, железный гвоздь — тело, железо — вещество. Это различие нужно, чтобы не путать предмет с тем, из чего он сделан; из одного вещества могут быть изготовлены разные тела.
Физические свойства вещества — признаки, которые можно наблюдать или измерять, не превращая вещество в другое. Например, можно определить цвет вещества или измерить его плотность, сохранив его состав. Такие свойства нужны для описания и сравнения веществ.
Химическое явление — превращение одних веществ в другие. При нём появляются вещества с новым составом и свойствами, тогда как при физическом явлении новые вещества не возникают. Различие помогает понять, произошло ли только изменение формы или состояния либо само вещество преобразовалось.
Окружающие предметы имеют форму и размеры, поэтому их называют телами. Сделаны они из веществ: деревянный стол — тело из древесины, а железный гвоздь — тело из железа. Одно вещество может входить в состав многих тел, потому что из одного материала можно изготовить предметы разной формы и назначения. Так, железо используют для гвоздей, деталей машин и других изделий.
Изучение химии начинается с веществ, потому что именно из них состоят тела вокруг нас. Свойства веществ определяют, где и как их можно применять: материал для посуды должен выдерживать нагревание, а вещество для растворения — подходить для нужной задачи. В природе вещества тоже изменяются, и эти изменения влияют на окружающий мир. Поэтому химия помогает объяснять природные процессы и создавать материалы, полезные человеку.
Чтобы описать вещество, указывают его физические свойства. Сначала отмечают агрегатное состояние — твёрдое, жидкое или газообразное, затем цвет и запах, если их можно безопасно наблюдать. Плотность показывает, сколько вещества содержится в определённом объёме, а растворимость — может ли вещество растворяться в воде. Температуры плавления и кипения указывают, при какой температуре вещество переходит соответственно из твёрдого состояния в жидкое и из жидкого в газообразное. Совокупность таких признаков позволяет сравнивать вещества и распознавать их.
Физическое явление меняет состояние, форму или размеры вещества, но не его состав. Например, лёд при нагревании тает и становится жидкой водой: изменилось агрегатное состояние, а вещество осталось тем же. При замерзании вода снова образует лёд, поэтому такое изменение обратимо. Чтобы отличить физическое явление, проверьте, можно ли описать результат как то же вещество в другом состоянии или форме.
При химическом явлении исходные вещества превращаются в другие, поэтому меняются их состав и свойства. Например, при горении древесины образуются новые вещества — среди них газы и зола. О превращении могут говорить выделение газа, появление осадка, изменение цвета, выделение тепла или света. Однако отдельный признак не всегда достаточен: нужно выяснить, возникли ли именно новые вещества, а не просто изменилось состояние или внешний вид.
| Свойство | Что характеризует | Пример или способ наблюдения |
|---|---|---|
| Агрегатное состояние | Состояние вещества при определённых условиях | Вода при комнатной температуре — жидкость, лёд — твёрдое тело |
| Цвет и запах | Внешние признаки вещества | Цвет наблюдают, запах определяют осторожно, не вдыхая вещество прямо |
| Плотность | Массу вещества в единице объёма | Измеряют массу и объём образца и сравнивают их |
| Растворимость в воде | Способность вещества растворяться в воде | Перемешивают небольшое количество вещества с водой и наблюдают результат |
| Температура плавления | Температуру перехода твёрдого вещества в жидкое | Определяют при нагревании образца в подходящих условиях |
| Температура кипения | Температуру перехода жидкости в газ | Измеряют во время кипения жидкости |
Таблица помогает описывать вещество не по одному признаку, а сразу по нескольким. Для сравнения выбирайте свойства, которые можно определить одинаковым способом и при сопоставимых условиях. Не проверяйте запах и не нагревайте неизвестные вещества без разрешения учителя.
Задача 1. Разделите перечисленное на тела и вещества: железный гвоздь, железо, капля воды, вода. Сначала выясним, что в перечне обозначает отдельный предмет, а что — материал, из которого могут состоять предметы. Обратим внимание, что слово «вода» может обозначать вещество, а «капля» указывает на отдельную порцию с определённой формой.
Ответ: тела — железный гвоздь и капля воды; вещества — железо и вода. Капля может испариться или изменить форму, но вода остаётся веществом, из которого она состоит. Железо, в свою очередь, может входить в состав разных предметов.
Задача 2. Какие свойства помогут отличить медь от алюминия: цвет, плотность, способность плавиться, превращение в новое вещество при нагревании? Нужно выбрать признаки, по которым вещества можно сравнить, не превращая их в другие. Также важно отличить физические свойства от химических.
Ответ: для различения подойдут цвет, плотность и температура плавления. Надёжнее учитывать несколько признаков вместе: похожий цвет сам по себе ещё не гарантирует, что перед нами одно и то же вещество. Указание на образование нового вещества относится к химическим изменениям.
Задача 3. Определите, где происходит физическое, а где химическое явление: таяние льда, растворение сахара в воде, ржавление железа, горение древесины. Для каждого случая проверим, остаются ли вещества прежними или возникают новые. Одного изменения внешнего вида для решения недостаточно.
Ответ: физические явления — таяние льда и растворение сахара; химические — ржавление железа и горение древесины. Для проверки мы выяснили, образовались ли новые вещества, а не просто заметили перемену состояния или вида. При работе с веществами не следует проводить опыты с нагреванием без учителя.
Ошибка — считать тело и вещество одним и тем же. Так происходит потому, что в обычной речи названия предмета и материала часто стоят рядом: «железный гвоздь». Проверяйте себя вопросом: речь об отдельном предмете или о том, из чего он сделан? Гвоздь — тело, железо — вещество.
Ошибка — называть любое изменение химическим. Изменение состояния или формы легко заметить, поэтому его можно принять за превращение вещества. Спросите себя, появились ли вещества с новым составом: если лёд растаял, новая вода не образовалась, а если железо заржавело, возникли новые вещества.
Растворение сахара в воде иногда считают химическим превращением, потому что кристаллы перестают быть видны. Но исчезновение вещества из поля зрения не означает, что оно превратилось в другое: сахар остаётся в растворе, а при испарении воды его можно выделить. Это способ проверить рассуждение и распознать физическое явление.
Ошибка — считать изменение цвета или состояния достаточным доказательством химического явления. Такие признаки могут появляться и без образования новых веществ, например при плавлении цветного твёрдого материала. Не делайте вывод по одному наблюдению: выясните, возникли ли вещества с другими свойствами. Именно образование новых веществ отличает химическое явление.
До начала изучения химии полезно уметь различать предметы и материалы, из которых они сделаны. Навык наблюдать и описывать признаки помогает сравнивать тела и вещества, не ограничиваясь общим впечатлением. Например, можно отдельно отметить форму предмета и свойства его материала.
Понимание свойств и превращений станет основой для следующих тем. Состав веществ поможет объяснять, из каких частиц они образованы, а химические реакции — описывать превращения одних веществ в другие. Эти знания пригодятся также при изучении способов получения веществ и выбора их применения в быту и технике.
Чем вещество отличается от тела?
Тело — отдельный предмет с определённой формой и размерами, а вещество — материал, из которого он состоит. Например, гвоздь — тело, железо — вещество. Одно тело может состоять из нескольких веществ.
Какие свойства называют физическими?
Физическими называют свойства, которые можно наблюдать или измерить, не превращая вещество в другое. К ним относятся цвет, плотность, растворимость, агрегатное состояние и температуры плавления и кипения.
Почему растворение сахара в воде считают физическим явлением?
При растворении сахар распределяется в воде, но не превращается в новое вещество. Если выпарить воду, сахар можно снова получить. Значит, изменилось состояние смеси, а не химический состав сахара.
Как понять, что произошло химическое явление?
Нужно выяснить, образовались ли новые вещества с другими свойствами. На превращение могут указывать выделение газа, появление осадка, изменение цвета или выделение тепла и света. Но ни один такой признак сам по себе не доказывает химическую реакцию.
Можно ли определить вещество только по его цвету?
Обычно нельзя: разные вещества могут иметь одинаковый цвет, а цвет некоторых веществ зависит от условий. Для распознавания сравнивают несколько свойств, например плотность, растворимость и температуры плавления или кипения.
§ 1. Предмет химии. Вещества и их свойства
