§ 12. Разнообразие веществ

Определения и обозначения

Вещество — то, из чего состоят тела и предметы окружающего мира. Например, ложка может быть сделана из железа, а окно — из стекла. Название вещества помогает понять, из какого материала изготовлен предмет.

Физические свойства вещества — признаки, по которым его можно описать и отличить от другого вещества, не превращая в новое. К ним относятся цвет, запах, твёрдость и растворимость в воде. Эти свойства нужны, чтобы сравнивать материалы и выбирать подходящие для разных задач.

Чистое вещество — вещество, состоящее из частиц одного вида и обладающее постоянными свойствами. Например, чистая поваренная соль состоит из частиц соли. Это понятие помогает отличить отдельное вещество от сочетания разных веществ.

Смесь — сочетание двух или нескольких веществ, каждое из которых сохраняет свои свойства. Так, в смеси песка и соли можно обнаружить оба компонента. Понимание состава смеси позволяет подобрать способ разделения её веществ.

Как это устроено

Тело — это предмет, который можно увидеть или взять в руки, а вещество — материал, из которого он сделан. Например, стакан является телом, а стекло — веществом. Эти слова нельзя заменять друг другом: стекло может быть не только стаканом, но и окном. Поэтому, описывая предмет, полезно отдельно назвать сам предмет и его материал.

Вещества называют разнообразными, потому что они отличаются своими физическими свойствами. Одно бывает твёрдым и прочным, другое — жидким или газообразным; одни вещества имеют цвет или запах, другие почти незаметны. Вода растворяет некоторые вещества, например соль, но песок в ней не растворяется. Различия в свойствах возникают из-за того, что вещества имеют разный состав и по-разному ведут себя при наблюдении и опытах.

Чтобы узнать свойства вещества, сначала его внимательно рассматривают: отмечают цвет, состояние и другие признаки. Растворимость можно проверить, добавив небольшое количество вещества в воду и посмотрев, исчезнут ли видимые частички. При таких наблюдениях состав вещества не меняется: сахар, растворившись, остаётся сахаром. Опыты проводят осторожно и не пробуют неизвестные вещества на вкус.

Чистое вещество состоит из частиц одного вида, поэтому его свойства при одинаковых условиях остаются постоянными. Смесь включает частицы разных веществ, и каждый компонент сохраняет свои признаки: соль в солёной воде остаётся солью. Компоненты смеси часто можно разделить, используя различия в свойствах, например растворимость или размер частиц. Значит, смесь — не новое чистое вещество, а сочетание нескольких веществ.

Одно вещество может входить в состав разных тел: из железа делают ложки, гвозди и части машин. И наоборот, одно тело иногда изготовлено из нескольких веществ: карандаш может включать древесину, графит и другие материалы. Так происходит потому, что предмет и его состав — не одно и то же. Различая тело и вещество, проще описать и сам предмет, и материалы, из которых он сделан.

Сравнение некоторых веществ по физическим свойствам

Сравнивайте вещества по столбцам: так можно увидеть, какие признаки у них совпадают, а какие различаются. Для распознавания учитывайте сразу несколько свойств, а не только цвет или состояние. В таблице указаны общие сведения: свойства могут зависеть от условий и от того, чистое ли вещество рассматривается.

Разбор задач

Задача 1. Назовите вещества, из которых изготовлены ложка, стеклянный стакан и карандаш, и отдельно назовите сами тела. Нужно различить предметы и материалы, поэтому для каждого примера составим две части ответа. Учтём, что ложки и карандаши могут быть сделаны из разных материалов. В качестве обычного примера возьмём металлическую ложку и деревянный карандаш с графитовым стержнем.

1. Перечислим тела: ложка, стакан, карандаш.
2. Назовём материалы: ложка изготовлена из железа или другого металла, стакан — из стекла, корпус карандаша — из древесины, стержень — из графита.
3. Проверим, что не перепутали слова: «стакан» обозначает предмет, а «стекло» — вещество.

Ответ: тела — ложка, стеклянный стакан и карандаш; вещества и материалы — металл, стекло, древесина и графит.

Задача 2. Белое твёрдое вещество без запаха хорошо растворяется в воде и придаёт раствору солёный вкус. Определим его по набору признаков, а не по одному из них. Белый цвет и твёрдое состояние подходят многим веществам, поэтому сами по себе не дают точного ответа. Сочетание растворимости и солёного вкуса указывает на поваренную соль.

1. Отметим физические свойства из условия: белый цвет, твёрдое состояние, отсутствие запаха и хорошая растворимость.
2. Сравним признаки с известными веществами: сахар тоже белый и растворимый, но его раствор сладкий.
3. Учтём описание вкуса как признак в задаче; неизвестные вещества в настоящем опыте пробовать нельзя.

Ответ: по совокупности описанных свойств это поваренная соль.

Задача 3. Предложите способ разделить смесь песка и поваренной соли. Для выбора способа сравним свойства компонентов: соль растворяется в воде, а песок — нет. Значит, сначала можно растворить соль, затем отделить песок, а после вернуть соль из раствора. Каждый этап использует различие между веществами.

1. Добавим к смеси воду и перемешаем, чтобы соль растворилась.
2. Пропустим смесь через фильтр: песок останется на фильтре, а раствор соли пройдёт сквозь него.
3. Выпарим воду из раствора, осторожно нагревая его под наблюдением взрослого. После испарения воды останутся кристаллы соли.

Ответ: смесь разделяют растворением соли в воде, фильтрованием песка и выпариванием воды.

Типичные ошибки

Предмет иногда называют веществом: например, говорят «чашка» вместо «стекло». Так происходит, когда не разделяют название вещи и название материала. Проверьте себя вопросом: можно ли из этого материала сделать другие предметы? Чашка — тело, а стекло, керамика или металл — вещества и материалы.

Смесь могут считать новым веществом с одним общим свойством. Ошибка возникает, если забыть, что её компоненты сохраняют свои признаки: песок не растворяется, даже когда находится рядом с растворённой солью. Чтобы проверить себя, назовите компоненты смеси и подумайте, можно ли обнаружить или отделить каждый из них. Если компоненты остаются разными веществами, перед вами смесь.

Изменение формы или состояния иногда принимают за образование нового вещества. Например, при замерзании вода становится льдом, но её состав не меняется. Такую ошибку допускают, замечая перемену внешнего вида и не проверяя состав. Спросите себя, появилось ли другое вещество или изменились только форма и состояние исходного.

Вещество могут пытаться определить только по одному признаку, чаще всего по цвету. Но несколько веществ могут быть белыми, поэтому цвет не всегда помогает выбрать верный ответ. Сравните как минимум несколько свойств из условия: состояние, запах, твёрдость и растворимость. Чем больше подходящих признаков совпадает, тем надёжнее распознавание.

Связь с другими темами

До изучения темы полезно уметь отличать предметы окружающего мира от материалов, из которых они сделаны. Позже свойства веществ помогут разобраться в твёрдом, жидком и газообразном состояниях, растворах и способах разделения смесей. В быту эти знания нужны, чтобы распознавать материалы и выбирать вещества для практических целей. При этом с неизвестными веществами следует обращаться осторожно и не пробовать их на вкус.

Что запомнить

• Тело — это предмет, а вещество — то, из чего тело состоит.
• Вещества отличаются физическими свойствами.
• К физическим свойствам относятся цвет, запах, твёрдость, растворимость и агрегатное состояние.
• Чистое вещество состоит из частиц одного вида.
• Смесь состоит из нескольких веществ, сохраняющих свои свойства.
• Свойства веществ помогают распознавать их и выбирать способы разделения смесей.