学習成果
- 物質の特性および変化を物理的または化学的に特定する
- 物質の特性を広範または集中的に特定する
ある物質を別の物質と区別することができる特性を特性という。 物理的性質は、その化学組成の変化に関連しない物質の特徴である。 物理的性質のよく知られた例は密度、色、硬度、溶けることおよび沸点および電気伝導性を含んでいます。 観測された物質の物理的状態を変えることなく、密度や色などのいくつかの物理的性質を観察することができます。 鉄の融解温度や水の凍結温度などの他の物理的性質は、物質が物理的変化を受けるときにのみ観察することができます。 物理的変化は、その化学組成(物質に含まれる物質の同一性)に付随する変化なしに、物質の状態または特性の変化である。 ワックスが溶けたとき、砂糖がコーヒーに溶けたとき、蒸気が液体の水に凝縮したときの物理的変化を観察します(図1)。 物理的な変化の他の例には、金属の磁化および消磁(一般的な盗難防止セキュリティタグで行われるように)および固体を粉末に粉砕すること(時には色の顕著な変化をもたらす可能性がある)が含まれる。 これらの実施例のそれぞれにおいて、物質の物理的状態、形態、または特性に変化があるが、その化学組成に変化はない。
図1. (a)ワックスは固体ワックスが熱され、液体ワックスを形作るとき物理的な変更を経ます。 (b)調理鍋の中で凝縮する蒸気は水蒸気が液体水に変わるので、物理的な変更です。 (クレジットa:”95jb14″/ウィキメディア-コモンズによる作品の修正、クレジットb: “mjneuby”/Flickrによる作業の変更)
あるタイプの物質の別のタイプへの変化(または変化することができない)は化学的性質である。 化学的性質の例には、燃焼性、毒性、酸性度、反応性(多くの種類)、および燃焼熱が含まれる。 例えば、鉄は水の存在下で酸素と結合して錆を形成し、クロムは酸化しません(図2)。 ニトログリセリンは容易に爆発するので非常に危ないです;ネオンは非常にunreactiveであるのでほとんど危険を提起しません。
図2. (a)鉄の化学的性質の一つは、それが錆びているということです。(b)クロムの化学的性質の一つは、それが錆びていないということです。 (クレジットa:Tony Hisgettによる作品の修正;クレジットb:”Atoma”/Wikimedia Commonsによる作品の修正)
化学変化は、常に変化の前に存在する物質とは異なる1つ以上の種類の物質を生成します。 錆は、錆が形成される前に存在する鉄、酸素、および水とは異なる種類の物質であるため、錆の形成は化学変化である。 生成されるガスは元の物質とは非常に異なる種類の物質であるため、ニトログリセリンの爆発は化学変化です。 化学変化の他の例には、実験室で行われる反応(硝酸と反応する銅など)、あらゆる形態の燃焼(燃焼)、および調理、消化、または腐敗する食品が含まれます(図3)。
図3. (a)銅および硝酸は化学変化を経て硝酸銅および褐色のガス状二酸化窒素を形成する。 (b)マッチの燃焼の間に、マッチのセルロースおよび空気からの酸素は二酸化炭素および水蒸気を形作るために化学変化を経ます。 (c)赤身の肉を調理すると、ミオグロビン中の鉄の酸化を含む多くの化学変化が起こり、その結果、おなじみの赤から茶色への色の変化が生じる。 (d)茶色に変わるバナナは、新しい、より暗い(そしてより美味しくない)物質が形成されるにつれて化学変化である。 (クレジットb:ジェフ-ターナーによる作業の変更、クレジットc:グロリア-カバダ-レマンによる作業の変更、クレジットd: ロベルトVerzoによる作業の修正)
物質の特性は、二つのカテゴリのいずれかに分類されます。 プロパティが存在する物質の量に依存する場合、それは広範なプロパティです。 物質の固まりそして容積は広範な特性の例である;例えば、ミルクのガロンにミルクのコップより大きい固まりそして容積がある。 広範な特性の価値は、問題の物質の量に正比例する。 物質のサンプルの特性が存在する物質の量に依存しない場合、それは集中的な特性である。 温度は集中的な特性の一例です。 ミルクのガロンそしてコップが20°c(室温)にそれぞれあれば、それらが結合されるとき、温度は20°C.に残ります別の例として、熱および温度の明瞭な関連の特性を考慮して下さい。 熱い油の鍋が重度の火傷をもたらすのに対し、あなたの腕に飛散した熱い料理油のドロップは、簡単な、マイナーな不快感を引き起こします。 油の滴とポットの両方が同じ温度(集中的な特性)にありますが、ポットには明らかにはるかに多くの熱(広範な特性)が含まれています。
ハザードダイヤモンド
実験室や職場の化学物質の容器に図4に示すシンボルを見たことがあります。 “火災ダイヤモンド”または”ハザードダイヤモンド”と呼ばれることもありますが、この化学的ハザードダイヤモンドは、特定の物質を扱う際に注意すべき様々な危険性を簡単に要約した貴重な情報を提供します。
図4。 国家防火庁(NFPA)ハザードダイヤモンドは、化学物質の主要な危険性をまとめたものです。
国家防火庁(NFPA)704ハザード識別システムは、特定の物質に関する安全性情報を提供するためにNFPAによって開発されました。 システムは燃焼性、反応性、健康、およびその他の危険性を詳述しています。 全体のダイヤモンドシンボルの中で、上部(赤)のダイヤモンドは火災の危険度(引火点の温度範囲)を指定します。 青色(左)のダイヤモンドは、健康被害のレベルを示しています。 黄色(右)のダイヤモンドは、物質が爆発や激しい化学変化をどのように容易に受けるかなどの反応性の危険性を表しています。 白い(底部)ダイヤモンドは、酸化剤(空気/酸素がない場合に物質が燃焼することを可能にする)であるか、水との異常または危険な反応を受け、腐食性、酸性、 各危険は0から4までのスケールで評価され、0は危険ではなく、4は非常に危険です。多くの要素は化学的および物理的性質が劇的に異なりますが、いくつかの要素は同様の特性を持っています。
多くの要素は化学的および物理的 共通の動作を示す要素のセットを識別できます。 例えば、多くの要素は熱と電気をよく伝導しますが、他の要素は貧弱な導体です。 これらの特性は、金属(良好に伝導する要素)、非金属(不十分に伝導する要素)、および半金属(金属と非金属の両方の特性を有する要素)の3つのクラスに要素をソートするために使用することができる。
周期表は、同様の特性を持つ要素を近くに配置する要素の表です(図5)。 あなたは化学のあなたの研究を続けるように、あなたは周期表についての詳細を学びます。
図5. 周期表は、特定の同様の特性に従って要素をどのようにグループ化するかを示しています。 注背景色は元素が金属、半金属、または非金属であるかどうかを示し、元素記号の色は固体、液体、または気体であるかどうかを示します。
ビデオレビュー:物理的および化学的特性
ここで”物理的および化学的変化–説明”のトランスクリプトを表示することができます(新しいウィ
主要な概念と概要
すべての物質は、異なる物理的および化学的特性を有し、物理的または化学的変化を受ける可能性があります。 硬度および沸点のような物理的性質、および溶けるか、または凍結のような物理的な変更は、物質の構成の変更を含まない。 可燃性や酸性度などの化学的性質、および錆などの化学的変化は、事前に存在するものとは異なる物質の生成を伴う。
測定可能なプロパティは、二つのカテゴリのいずれかに分類されます。
広範な特性は、存在する物質の量、例えば金の質量に依存する。 集中的な特性は、存在する物質の量、例えば金の密度に依存しない。 熱は広範な特性の一例であり、温度は集中的な特性の一例である。
それを試してみてください
- 化学的または物理的として、次の段落で六つの下線付きのプロパティを分類します:フッ素は、ほとん 自由な要素は-220°Cで溶け、-188°C.で沸騰します。 細かく分割された金属は、明るい炎でフッ素で燃える。 19グラムのフッ素は1.0グラムの水素と反応します。
- 次の変更のそれぞれを物理的または化学的に分類します。
- 蒸気の凝縮
- ガソリンの燃焼
- ミルクの酸味
- 水に砂糖の溶解
- 金の融解
- 次の変更のそれぞれを物理的または化学的に分類します。:
- 石炭燃焼
- 氷の融解
- チョコレートシロップとミルクを混合
- 爆竹の爆発
- ドライバーの磁化
- 酸素ガスのサンプルの体積は、温度が変化するにつれて10mLから11mLに変化した。 これは化学的または物理的な変化ですか?
- 2.0リットルの水素ガスと1.0リットルの酸素ガスを組み合わせて2.0リットルの水蒸気を生成する。 酸素は化学的または物理的な変化を受けますか?
- 広範なプロパティと集中的なプロパティの違いを説明します。
- 次のプロパティを広範囲または集中的なものとして識別します。
- 体積
- 温度
- 湿度
- 熱
- 沸点
- 物質の密度(d)は、その質量(m)とその体積(V)の比として定義される集中的な特性です。\テキスト{密度}=\dfrac{\テキスト{質量}}{\テキスト{ボリューム}};\テキスト{d}=\dfrac{\テキスト{m}}{\テキスト{V}}。 質量と体積が両方とも広範な特性であることを考慮すると、それらの比、密度が集中的である理由を説明してください。
用語集
化学変化:物質の元の種類から物質の異なる種類を生成する変更
化学的性質:物質の別の種類への物質の種類の変化に関: 物質の量に依存しない物質の特性
物理的変化:その化学組成の変化を伴わない物質の状態または特性の変化