læringsresultater
- Identificer egenskaber for og ændringer i stof som fysisk eller kemisk
- Identificer egenskaber for stof som omfattende eller intensiv
de egenskaber, der gør det muligt for os at skelne et stof fra et andet, kaldes egenskaber. En fysisk egenskab er et kendetegn ved stof, der ikke er forbundet med en ændring i dets kemiske sammensætning. Kendte eksempler på fysiske egenskaber inkluderer tæthed, farve, hårdhed, smelte-og kogepunkter og elektrisk ledningsevne. Vi kan observere nogle fysiske egenskaber, såsom tæthed og farve, uden at ændre den observerede fysiske tilstand. Andre fysiske egenskaber, såsom jernens smeltetemperatur eller vandets frysetemperatur, kan kun observeres, når stof gennemgår en fysisk ændring. En fysisk ændring er en ændring i materiens tilstand eller egenskaber uden nogen ledsagende ændring i dets kemiske sammensætning (identiteten af de stoffer, der er indeholdt i stoffet). Vi observerer en fysisk ændring, når voks smelter, når sukker opløses i kaffe, og når damp kondenserer til flydende vand (Figur 1). Andre eksempler på fysiske ændringer inkluderer magnetisering og demagnetisering af metaller (som det gøres med almindelige tyverisikringsmærker) og slibning af faste stoffer i pulvere (som undertiden kan give mærkbare ændringer i farve). I hvert af disse eksempler er der en ændring i stoffets fysiske tilstand, form eller egenskaber, men ingen ændring i dets kemiske sammensætning.
Figur 1. (a) voks undergår en fysisk forandring, når fast voks opvarmes og danner flydende voks. (B) dampkondensering inde i en kogepande er en fysisk ændring, da vanddamp ændres til flydende vand. (credit a: ændring af arbejde ved “95jb14” /
ændringen af en type stof til en anden type (eller manglende evne til at ændre) er en kemisk egenskab. Eksempler på kemiske egenskaber inkluderer antændelighed, toksicitet, surhed, reaktivitet (mange typer) og forbrændingsvarme. Jern kombinerer for eksempel med ilt i nærværelse af vand for at danne rust; krom iltes ikke (figur 2). Nitroglycerin er meget farligt, fordi det eksploderer let; neon udgør næsten ingen fare, fordi det er meget ureaktivt.
figur 2. (A) en af de kemiske egenskaber ved jern er, at det ruster; (b) en af de kemiske egenskaber ved krom er, at det ikke gør det. (credit a: ændring af arbejde af Tony Hisgett; credit b: ændring af arbejde af “Atoma”/Commons)
en kemisk ændring producerer altid en eller flere typer stof, der adskiller sig fra det stof, der var til stede før ændringen. Dannelsen af rust er en kemisk ændring, fordi rust er en anden slags stof end jern, ilt og vand til stede før rust dannet. Eksplosionen af nitroglycerin er en kemisk ændring, fordi de producerede gasser er meget forskellige slags stof fra det oprindelige stof. Andre eksempler på kemiske ændringer inkluderer reaktioner, der udføres i et laboratorium (såsom kobber, der reagerer med salpetersyre), alle former for forbrænding (forbrænding) og mad, der koges, fordøjes eller rådner (figur 3).
figur 3. A) kobber og salpetersyre undergår en kemisk ændring til dannelse af kobbernitrat og brunt, gasformigt nitrogenholdigt. (B) under forbrændingen af en tændstik gennemgår cellulose i tændstikken og ilt fra luften en kemisk ændring for at danne kulsyre og vanddamp. (C) tilberedning af rødt kød forårsager en række kemiske ændringer, herunder iltning af jern i myoglobin, der resulterer i den velkendte rød-til-brun farveændring. (d) en banan, der bliver brun, er en kemisk ændring, efterhånden som der dannes nye, mørkere (og mindre velsmagende) stoffer. (kredit b: ændring af arbejde af Jeff Turner; kredit c: ændring af arbejde af Gloria Cabada-Leman; kredit d:
materiens egenskaber falder ind i en af to kategorier. Hvis ejendommen afhænger af mængden af stof til stede, er det en omfattende ejendom. Massen og volumenet af et stof er eksempler på omfattende egenskaber; for eksempel har en gallon mælk en større masse og volumen end en kop mælk. Værdien af en omfattende ejendom er direkte proportional med mængden af stof. Hvis egenskaben af en prøve af stof ikke afhænger af mængden af stof, der er til stede, er det en intensiv ejendom. Temperatur er et eksempel på en intensiv egenskab. Hvis gallon og kop mælk hver er ved 20 liter C (stuetemperatur), når de kombineres, forbliver temperaturen ved 20 liter C. Som et andet eksempel skal du overveje de forskellige, men relaterede egenskaber ved varme og temperatur. En dråbe varm madolie sprøjtet på din arm forårsager kort, mindre ubehag, mens en gryde med varm olie giver alvorlige forbrændinger. Både dråben og gryden med olie har samme temperatur (en intensiv egenskab), men gryden indeholder klart meget mere varme (omfattende ejendom).
risiko diamant
du har muligvis set symbolet vist i figur 4 på beholdere med kemikalier på et laboratorium eller på en arbejdsplads. Nogle gange kaldet en “brand diamant” eller “fare diamant,” denne kemiske fare diamant giver værdifulde oplysninger, der kort opsummerer de forskellige farer, som man skal være opmærksom på, når man arbejder med et bestemt stof.
figur 4. Det nationale Brandbeskyttelsesagentur (NFPA) fare diamant opsummerer de største farer ved et kemisk stof.
National Fire Protection Agency (NFPA) 704 Fareidentifikationssystem blev udviklet af NFPA for at give sikkerhedsoplysninger om visse stoffer. Systemet beskriver antændelighed, reaktivitet, sundhed og andre farer. Inden for det samlede diamantsymbol angiver den øverste (røde) diamant niveauet for brandfare (temperaturområde for flammepunkt). Den blå (venstre) diamant angiver niveauet for sundhedsfare. Den gule (højre) diamant beskriver reaktivitetsfarer, såsom hvor let stoffet vil gennemgå detonation eller en voldsom kemisk ændring. Den hvide (nederste) diamant påpeger Særlige farer, såsom hvis det er en iltningsmiddel (som gør det muligt for stoffet at brænde i fravær af luft/ilt), gennemgår en usædvanlig eller farlig reaktion med vand, er ætsende, sur, alkalisk, en biologisk fare, radioaktiv og så videre. Hver fare er klassificeret på en skala fra 0 til 4, hvor 0 ikke er nogen fare og 4 er ekstremt farlig.
mens mange elementer adskiller sig dramatisk i deres kemiske og fysiske egenskaber, har nogle elementer lignende egenskaber. Vi kan identificere sæt af elementer, der udviser fælles adfærd. For eksempel leder mange elementer varme og elektricitet godt, mens andre er dårlige ledere. Disse egenskaber kan bruges til at sortere elementerne i tre klasser: metaller (elementer, der udfører godt), ikke-metaller (elementer, der udfører dårligt) og metalloider (elementer, der har egenskaber af både metaller og ikke-metaller).
det periodiske system er en tabel over elementer, der placerer elementer med lignende egenskaber tæt sammen (figur 5). Du vil lære mere om det periodiske system, når du fortsætter din undersøgelse af kemi.
figur 5. Det periodiske system viser, hvordan elementer kan grupperes efter visse lignende egenskaber. Bemærk baggrundsfarven angiver, om et element er et metal, metalloid eller ikke-metal, mens elementsymbolfarven angiver, om det er et fast stof, væske eller gas.
Video anmeldelse: fysiske og kemiske egenskaber
Du kan se udskriften for “fysiske Vs. kemiske ændringer – forklaret” her (åbner i nyt vindue).
nøglebegreber og Resume
alle stoffer har forskellige fysiske og kemiske egenskaber og kan undergå fysiske eller kemiske ændringer. Fysiske egenskaber, såsom hårdhed og kogepunkt, og fysiske ændringer, såsom smeltning eller frysning, involverer ikke en ændring i stoffets sammensætning. Kemiske egenskaber, sådan brændbarhed og surhed og kemiske ændringer, såsom rustning, involverer produktion af stof, der adskiller sig fra det nuværende på forhånd.
målbare egenskaber falder i en af to kategorier. Omfattende egenskaber afhænger af mængden af stof til stede, for eksempel massen af guld. Intensive egenskaber afhænger ikke af mængden af stof til stede, for eksempel tætheden af guld. Varme er et eksempel på en omfattende egenskab, og temperatur er et eksempel på en intensiv egenskab.
prøv det
- klassificer de seks understregede egenskaber i følgende afsnit som kemisk eller fysisk: fluor er en lysegul gas, der reagerer med de fleste stoffer. Det frie element smelter ved -220 liter C og koger ved -188 liter C. Fininddelte metaller brænder i fluor med en lys flamme. Nitten gram fluor reagerer med 1,0 gram hydrogen.
- klassificer hver af følgende ændringer som fysisk eller kemisk:
- kondensering af damp
- forbrænding af gas
- syrning af mælk
- opløsning af sukker i vand
- smeltning af guld
- klassificer hver af følgende ændringer som fysisk eller kemisk:
- kulforbrænding
- issmeltning
- blanding af chokoladesirup med mælk
- eksplosion af en fyrværkeri
- magnetisering af en skruetrækker
- volumenet af en prøve af iltgas ændrede sig fra 10 mL til 11 mL, efterhånden som temperaturen ændrede sig. Er dette en kemisk eller fysisk ændring?
- et volumen på 2,0 liter brintgas kombineret med 1,0 liter iltgas til fremstilling af 2,0 liter vanddamp. Gennemgår ilt en kemisk eller fysisk ændring?
- Forklar forskellen mellem omfattende egenskaber og intensive egenskaber.
- Identificer følgende egenskaber som enten omfattende eller intensive.
- volumen
- temperatur
- Fugtighed
- varme
- kogepunkt
- tætheden (d) af et stof er en intensiv egenskab, der er defineret som forholdet mellem dets masse (m) og dets volumen (V).\tekst{density}= \ dfrac{\tekst{mass}} {\tekst{volume}}; \Tekst{d}= \ dfrac{\tekst{m}} {\tekst{V}}. I betragtning af at masse og volumen begge er omfattende egenskaber, skal du forklare, hvorfor deres forhold, densitet, er intensivt.
ordliste
kemisk ændring: ændring, der producerer en anden slags stof end den oprindelige slags stof
kemisk egenskab: adfærd, der er relateret til ændringen af en slags stof til en anden slags stof
omfattende egenskab: ejendom af et stof, der afhænger af mængden af stoffet
intensiv egenskab: egenskab af et stof, der er uafhængigt af mængden af stoffet
fysisk ændring: ændring i stoffets tilstand eller egenskaber, der ikke indebærer en ændring i dets kemiske sammensætning