Разнообразие веществ

Определения и обозначения

Вещество — то, из чего состоят тела. Например, железо входит в состав гвоздя, а стекло — стакана; при этом из железа делают не только гвозди, но и другие предметы. Это понятие помогает назвать материал, а не сам предмет.

Тело — отдельный предмет или объект, который можно выделить среди окружающих вещей: камень, ложка, капля воды. Вещество — материал, из которого это тело сделано или образовано. Различать эти понятия нужно, чтобы не называть стакан стеклом, а стекло — стаканом.

Смесь — сочетание двух или более веществ, находящихся вместе. Воздух состоит из нескольких газов, а в солёной воде есть вода и соль. Понятие смеси помогает описать состав того, что нельзя считать одним чистым веществом.

Раствор — смесь, в которой одно вещество равномерно распределено в другом. Например, в солёной воде соль растворена в воде и не видна отдельными крупинками, но остаётся в составе смеси. Это определение объясняет, почему прозрачная жидкость может содержать растворённое вещество.

Как это устроено

В природе и быту встречаются вода, воздух, железо, соль и сахар, но они выглядят и ведут себя по-разному. Вода обычно жидкая, железо твёрдое, а воздух не виден, хотя занимает пространство. Эти примеры показывают разнообразие материалов, из которых состоят окружающие тела, и позволяют сравнивать их по наблюдаемым признакам.

Одно и то же вещество может принимать форму разных тел, потому что форму предмету придают при изготовлении или она возникает в природе. Из железа делают гвоздь, проволоку и детали; назначение у них разное, хотя материал общий. И наоборот, похожие по назначению тела могут быть сделаны из разных веществ: стаканы бывают стеклянными или металлическими, поскольку материалы подходят для одной задачи по-разному.

Вещества различаются по свойствам: цвету, запаху, твёрдости, состоянию, растворимости в воде и другим признакам. Свойство — это признак, который можно наблюдать или проверять; растворимость показывает, смешивается ли вещество с водой с образованием раствора. Сравнивая несколько признаков, легче отличить вещества друг от друга и понять, где их можно использовать.

Многие окружающие тела состоят не из одного вещества, а из смеси. Почва включает минеральные частицы, воду, воздух и остатки организмов; тесто содержит муку, воду и другие ингредиенты. Смесь возникает, когда вещества оказываются вместе, поэтому её состав зависит от того, что именно в неё входит.

Наблюдение и простые опыты помогают обнаруживать свойства, потому что один и тот же признак можно проверить у разных образцов. Например, небольшое количество соли или сахара добавляют в воду и смотрят, растворяются ли крупинки; затем сравнивают результат. Неизвестное вещество нельзя пробовать на вкус или близко нюхать: безопасные проверки проводят только разрешёнными способами и под руководством взрослого.

Вещества и их свойства

В таблице собраны примеры веществ и смеси, их заметные признаки и места, где они встречаются. Свойства указаны для обычных условий: внешний вид некоторых веществ может меняться, например при нагревании или охлаждении. Сравнивай строки по одному и тому же признаку — так легче увидеть, чем образцы похожи и чем отличаются.

Разбор задач

Задача 1. Назвать вещество, из которого сделаны стеклянный стакан, железный гвоздь и деревянный карандаш. Сначала нужно отделить названия предметов от названий материалов: стакан, гвоздь и карандаш — тела. Затем для каждого тела определяем, из чего оно сделано. Учитываем, что карандаш в этой задаче назван деревянным по материалу корпуса.

1. Стакан — это тело, его материал — стекло.
2. Гвоздь — тело, его материал — железо.
3. Карандаш — тело, его корпус сделан из древесины.

Ответ: стекло, железо и древесина. Материал и предмет связаны, но обозначают разное.

Задача 2. Сравнить растворимость соли и сахара в воде и описать наблюдения. Чтобы сравнение было честным, берут одинаковые объёмы воды и небольшие сопоставимые порции каждого вещества. Для безопасного опыта нужны отдельные подписанные ёмкости, чистая вода и разрешение взрослого. После перемешивания наблюдают, остаются ли видимые кристаллы.

1. В первую ёмкость добавляют немного соли, во вторую — столько же сахара.
2. Обе смеси перемешивают одинаковое время и сравнивают внешний вид.
3. Если кристаллы перестали быть видны, делают вывод, что вещество растворилось в воде; сам факт их невидимости не означает исчезновения.

Ответ: и соль, и сахар растворяются в воде. По наблюдению нельзя заключать, что вещество пропало: оно распределилось в растворе.

Задача 3. Объяснить, почему воздух и солёная вода относятся к смесям, и назвать их состав. Сначала проверяем, состоит ли каждый пример из одного вещества или из нескольких. Затем перечисляем компоненты, то есть вещества, входящие в состав смеси. Так можно отличить смесь от отдельного вещества, даже если она выглядит однородной.

1. Воздух — смесь газов, главным образом азота и кислорода, а также других газов.
2. Солёная вода — смесь воды и растворённой в ней соли.
3. В обоих случаях несколько веществ находятся вместе; в солёной воде соль равномерно распределена и не видна отдельно.

Ответ: воздух и солёная вода — смеси, потому что каждая состоит из нескольких веществ.

Типичные ошибки

Путать предмет и материал. Стакан — тело, стекло — вещество; называть предмет веществом неверно. Ошибку допускают, потому что слова часто употребляют рядом. Проверь себя вопросом: «Это отдельный предмет или то, из чего он сделан?»

Считать, что всякое тело состоит только из одного вещества. Некоторые предметы действительно сделаны из одного основного материала, поэтому так легко обобщить этот пример на всё. Но в карандаше могут сочетаться древесина, графит и резина, а почва состоит из разных компонентов. Чтобы проверить себя, спроси, есть ли у тела части из других материалов.

Думать, что растворённое вещество исчезает. Соль перестаёт быть заметной отдельными кристаллами, и это создаёт такое впечатление. На самом деле она остаётся в растворе; воду можно отделить от соли выпариванием. Проверка: если вода испарится, соль снова станет видна.

Пробовать неизвестное на вкус или близко нюхать. Так иногда пытаются быстро определить вещество, но это опасно: оно может быть вредным. Безопасно изучать разрешённые признаки, например цвет и растворимость, не касаясь вещества и не вдыхая его пары. Неизвестные образцы исследуют только по указанию и под руководством взрослого.

Связь с другими темами

Для изучения веществ пригодится умение различать тела природы и предметы, созданные человеком: это помогает описывать окружающие объекты. Понимание свойств и смесей понадобится при изучении воздуха, воды, полезных ископаемых и материалов, из которых изготовлены вещи. Эти знания объясняют, почему природные материалы имеют разный состав и как человек выбирает их для своих нужд.

Что запомнить

• Тела состоят из веществ.
• Одно вещество может входить в состав разных тел.
• Тела из одного вещества могут различаться формой и назначением.
• Вещества различаются по свойствам.
• Смесь состоит из нескольких веществ.
• В растворённой смеси вещество не исчезает.