§ 8. Вещества и смеси

Определения и обозначения

Вещество — то, из чего состоят тела. Например, железо — вещество, а гвоздь — тело, сделанное из железа; вода — вещество, а капля воды — тело. Так можно понять, о чём говорится: о самом предмете или о материале, из которого он состоит. Одно и то же вещество может входить в состав разных тел.

Чистое вещество состоит из частиц одного вида и имеет постоянные свойства. Например, чистое железо — это не предмет определённой формы, а материал с характерными свойствами. Такое понятие помогает отличать вещество от смеси, в которой присутствуют частицы разных веществ. Постоянство свойств позволяет описывать чистое вещество.

Смесь — это сочетание двух или нескольких веществ, каждое из которых сохраняет свои свойства. Например, в воде с песком есть и вода, и песок: песчинки не становятся водой. Понятие смеси помогает объяснить, почему разные вещества могут находиться рядом, но оставаться отдельными компонентами. Компонентом называют каждое вещество, входящее в смесь.

Однородная смесь выглядит одинаково во всех частях, а её компоненты нельзя различить при обычном рассматривании. В неоднородной смеси состав распределён неравномерно и компоненты или их части можно заметить, как песок в воде. Это различие нужно, чтобы описать внешний вид смеси и подумать, как разделить её компоненты. Одинаковый вид ещё не означает, что перед нами чистое вещество.

Как это устроено

Все окружающие нас тела состоят из веществ, потому что предмет не существует отдельно от материала, из которого он сделан. Стакан может быть стеклянным, а стол — деревянным, поэтому тела различаются не только формой и назначением, но и составом. Иногда одного материала достаточно: например, проволоку делают из металла. А некоторые тела состоят из нескольких веществ, поэтому у них могут быть разные материалы в разных частях.

Чистое вещество имеет постоянный состав: в нём присутствует один вид вещества, поэтому его свойства не меняются от того, какую часть образца мы взяли. У смеси состав может быть разным: например, в одном стакане воды можно растворить больше соли, чем в другом. Поэтому одна и та же смесь может отличаться по свойствам в зависимости от количества её компонентов. Сравнивая состав, можно понять, чистое перед нами вещество или смесь.

В смеси вещества не превращаются друг в друга: соль в солёной воде остаётся солью, а вода — водой. Поэтому компоненты сохраняют основные свойства, хотя их может быть трудно увидеть или взять по отдельности. Если подобрать подходящий способ, компоненты можно разделить, не превращая их в новые вещества. Такое разделение называют физическим: оно использует свойства компонентов, а не создаёт другие вещества.

Однородная смесь выглядит одинаково в любой своей части, потому что её компоненты распределены равномерно. Так бывает, например, когда соль растворилась в воде: отдельные кристаллики при рассматривании не видны. В неоднородной смеси компоненты распределены неравномерно, поэтому можно заметить песчинки в воде или кусочки в салате. Если внешний вид однородный, это ещё не доказывает, что смесь состоит из одного вещества.

Способ разделения выбирают по различию физических свойств компонентов, потому что разные свойства позволяют отделить одно вещество от другого. Крупные частицы можно задержать фильтром, а более плотные могут осесть на дно. Растворимые вещества можно отделить от нерастворимых, а растворённую соль — получить после испарения воды. При выборе метода сначала выясняют, чем именно компоненты отличаются друг от друга.

Сравнение чистых веществ и смесей

Сначала посмотрите на состав: одно вещество перед вами или несколько. Затем выясните, можно ли увидеть компоненты и одинаков ли состав в разных частях образца. Последняя строка подсказывает, что метод разделения зависит от свойств смеси, а не только от её названия.

Разбор задач

Задача 1. Распределить по группам железо, воздух, воду с песком и поваренную соль. Нужно определить, где один вид вещества, а где несколько компонентов. Сравним состав каждого примера и учтём, что воздух — смесь газов, хотя его компоненты не видны. Затем запишем примеры в подходящие группы.

1. Железо состоит из одного вида вещества, поэтому относим его к чистым веществам.
2. Поваренная соль в условии рассматривается как чистое вещество: это не соль, смешанная с чем-либо.
3. Воздух состоит из нескольких газов, а вода с песком — из воды и песка; оба примера относим к смесям.

Ответ: чистые вещества — железо и поваренная соль; смеси — воздух и вода с песком. Такое распределение основано на числе компонентов, а не на том, насколько однородно выглядит образец.

Задача 2. Предложить способ разделения смеси песка и воды и объяснить выбор. Сначала проверим, растворяется ли песок в воде: он не растворяется и остаётся отдельными частицами. Значит, можно воспользоваться тем, что песчинки крупнее пор фильтра или постепенно оседают на дно. Выберем фильтрование, если нужно отделить песок быстрее и аккуратно.

1. Подготовим воронку с фильтром и поставим под неё чистую ёмкость.
2. Осторожно выльем смесь на фильтр: вода пройдёт через него, а песок останется на фильтре.
3. Проверим результат: в ёмкости будет вода, а песок — отдельно.

Ответ: смесь песка и воды можно разделить фильтрованием. Также её можно оставить в покое, дать песку осесть, а затем осторожно слить воду; это называется отстаиванием. Оба способа подходят, потому что песок не растворяется и его частицы отличаются от воды.

Задача 3. Разделить смесь поваренной соли и песка. Сухие соль и песок трудно аккуратно разделить, но у них разные свойства: соль растворяется в воде, а песок — нет. Поэтому сначала нужно сделать так, чтобы соль перешла в воду, а песок остался твёрдым. Потом отделим песок и вернём соль из раствора.

1. Добавим к смеси воду и размешаем: соль растворится, а песок останется отдельными частицами.
2. Пропустим смесь через фильтр: песок останется на фильтре, а солёная вода пройдёт в ёмкость.
3. Выпарим воду из полученного раствора: вода испарится, а соль останется в ёмкости.

Ответ: сначала растворить соль, затем отфильтровать песок и выпарить воду. Каждый шаг использует отдельное свойство: растворимость соли, нерастворимость песка и испарение воды. В итоге песок и соль будут разделены.

Типичные ошибки

Ошибка: называть любое тело веществом. Так путают предмет и материал, потому что в повседневной речи эти слова иногда используют близко по смыслу. Проверьте себя вопросом: «Это предмет или то, из чего он сделан?» Ложка — тело, а металл — вещество.

Ошибка: считать смесь новым чистым веществом. Смесь может выглядеть цельной и иметь общее название, поэтому легко забыть о её компонентах. Чтобы проверить ответ, спросите, сколько веществ входит в состав и сохраняют ли они свои свойства. Если компонентов несколько, это смесь, даже если она выглядит одинаковой.

Ошибка: путать однородную смесь с чистым веществом. В однородной смеси компоненты неразличимы при обычном рассматривании, и это может создать впечатление одного вещества. Но одинаковый внешний вид говорит о равномерном распределении, а не об одном компоненте. Проверьте состав: воздух и солёная вода однородны, но являются смесями.

Ошибка: выбирать разделение без учёта свойств компонентов. Например, фильтр задерживает песок, но пропускает растворённую соль вместе с водой. Эту ошибку допускают, если выбирают знакомый способ, не выяснив, что именно нужно отделить. Сначала определите различие свойств: чтобы получить соль из раствора, воду выпаривают.

Связь с другими темами

Для изучения веществ полезно уметь различать тела и материалы, а также замечать их физические свойства — например, растворимость и размер частиц. Это помогает описывать наблюдения и выбирать способ разделения. Позже понятия смесей и растворов пригодятся при изучении строения вещества, физических и химических явлений, а также очистки воды. В быту те же знания помогают готовить пищу, фильтровать воду и сортировать материалы.

Что запомнить

• Тело состоит из одного или нескольких веществ.
• Чистое вещество имеет постоянный состав.
• Смесь состоит из нескольких веществ.
• Компоненты смеси сохраняют свои свойства.
• Однородную смесь нельзя разделить простым рассматриванием её компонентов.
• Способ разделения выбирают по различию физических свойств веществ.
• Смеси можно разделять физическими способами.