leerresultaten
- eigenschappen van en veranderingen in materie identificeren als fysisch of chemisch
- eigenschappen van materie identificeren als extensief of intensief
De kenmerken die ons in staat stellen een stof van een andere te onderscheiden worden eigenschappen genoemd. Een fysische eigenschap is een kenmerk van materie die niet geassocieerd is met een verandering in de chemische samenstelling. Bekende voorbeelden van fysische eigenschappen zijn dichtheid, kleur, hardheid, smelt-en kookpunten en elektrische geleidbaarheid. We kunnen enkele fysische eigenschappen waarnemen, zoals dichtheid en kleur, zonder de fysische toestand van de waargenomen materie te veranderen. Andere fysische eigenschappen, zoals de smelttemperatuur van ijzer of de vriestemperatuur van water, kunnen alleen worden waargenomen als materie een fysische verandering ondergaat. Een fysische verandering is een verandering in de toestand of eigenschappen van de materie zonder enige begeleidende verandering in de chemische samenstelling (de identiteit van de stoffen in de materie). We zien een fysieke verandering wanneer was smelt, wanneer suiker oplost in koffie, en wanneer stoom condenseert in vloeibaar water (figuur 1). Andere voorbeelden van fysieke veranderingen zijn het magnetiseren en demagnetiseren van metalen (zoals wordt gedaan met gemeenschappelijke Antidiefstal security tags) en het Malen van vaste stoffen in poeders (die soms merkbare veranderingen in kleur kunnen opleveren). In elk van deze voorbeelden is er een verandering in de fysische toestand, Vorm of eigenschappen van de stof, maar geen verandering in de chemische samenstelling.
figuur 1. (A) was ondergaat een fysische verandering wanneer vaste was wordt verhit en vloeibare was vormt. (b) stoom condenseren in een kookpot is een fysieke verandering, als waterdamp wordt omgezet in vloeibaar water. (krediet a: wijziging van het werk door “95jb14” / Wikimedia Commons; krediet b: modification of work by “Mjneuby” /Flickr)
het veranderen van een bepaald type materie in een ander type (of het onvermogen om te veranderen) is een chemische eigenschap. Voorbeelden van chemische eigenschappen zijn ontvlambaarheid, toxiciteit, zuurgraad, reactiviteit (vele soorten) en verbrandingswarmte. Ijzer bijvoorbeeld combineert met zuurstof in aanwezigheid van water om roest te vormen; chroom oxideert niet (Figuur 2). Nitroglycerine is zeer gevaarlijk omdat het gemakkelijk explodeert; neon vormt bijna geen gevaar omdat het zeer onwerkzaam is.
Figuur 2. (A) een van de chemische eigenschappen van ijzer is dat het roest; (b) een van de chemische eigenschappen van chroom is dat het niet. (credit a: modification of work by Tony Hisgett; credit b: modification of work by “Atoma” / Wikimedia Commons)
een chemische verandering produceert altijd een of meer soorten materie die verschillen van de materie die voor de verandering aanwezig was. De vorming van roest is een chemische verandering omdat roest een ander soort materie is dan het ijzer, zuurstof en water aanwezig voordat de roest gevormd. De explosie van nitroglycerine is een chemische verandering omdat de geproduceerde gassen zeer verschillende soorten materie zijn van de oorspronkelijke stof. Andere voorbeelden van chemische veranderingen zijn reacties die worden uitgevoerd in een lab (zoals koper reageren met salpeterzuur), alle vormen van verbranding (branden), en voedsel wordt gekookt, verteerd, of rot (Figuur 3).
Figuur 3. a) koper en salpeterzuur ondergaan een chemische verandering in kopernitraat en bruin gasvormig stikstofdioxide. b) bij de verbranding van een lucifer ondergaan cellulose in de lucifer en zuurstof uit de lucht een chemische verandering tot kooldioxide en waterdamp. (C) het koken van rood vlees veroorzaakt een aantal chemische veranderingen, waaronder de oxidatie van ijzer in myoglobine die resulteert in de bekende rood-tot-bruine kleurverandering. (d) een banaan die bruin wordt is een chemische verandering als nieuwe, donkerdere (en minder smakelijke) stoffen vormen. (credit b: wijziging van het werk van Jeff Turner; credit c: wijziging van het werk van Gloria Cabada-Leman; credit d: wijziging van werk door Roberto Verdi)
eigenschappen van materie vallen in een van twee categorieën. Als de eigenschap afhankelijk is van de hoeveelheid materie aanwezig, is het een uitgebreide eigenschap. De massa en het volume van een stof zijn voorbeelden van uitgebreide eigenschappen; bijvoorbeeld, een gallon melk heeft een grotere massa en volume dan een kopje melk. De waarde van een uitgebreide eigenschap is recht evenredig met de hoeveelheid materie in kwestie. Als de eigenschap van een monster van materie niet afhankelijk is van de hoeveelheid aanwezige materie, is het een intensieve eigenschap. Temperatuur is een voorbeeld van een intensieve eigenschap. Als de gallon en de beker melk elk bij 20 °C (kamertemperatuur), wanneer ze worden gecombineerd, blijft de temperatuur op 20 °C. als een ander voorbeeld, rekening houden met de verschillende, maar verwante eigenschappen van warmte en temperatuur. Een druppel hete bakolie op je arm veroorzaakt kort, klein ongemak, terwijl een pot hete olie ernstige brandwonden oplevert. Zowel de druppel als de pot olie zijn op dezelfde temperatuur( een intensieve eigenschap), maar de pot bevat duidelijk veel meer warmte (uitgebreide eigenschap).
Hazard Diamond
mogelijk heeft u het symbool in Figuur 4 op containers met chemicaliën in een laboratorium of op de werkplek gezien. Soms een “brand diamant” of “hazard diamant,” deze chemische hazard diamant biedt waardevolle informatie die kort een samenvatting van de verschillende gevaren van die zich bewust zijn bij het werken met een bepaalde stof.
Figuur 4. Het National Fire Protection Agency (NFPA) hazard diamond vat de grote gevaren van een chemische stof samen.
Het National Fire Protection Agency (NFPA) 704 Hazard Identification System is ontwikkeld door NFPA om veiligheidsinformatie over bepaalde stoffen te verstrekken. Het systeem details ontvlambaarheid, reactiviteit, gezondheid, en andere gevaren. Binnen de totale diamant symbool, de bovenste (rode) diamant specificeert het niveau van brandgevaar (temperatuurbereik voor vlampunt). De blauwe (linker) diamant geeft het niveau van gezondheidsrisico aan. De gele (rechter) diamant beschrijft reactiviteitsrisico ‘ s, zoals hoe gemakkelijk de stof detonatie zal ondergaan of een gewelddadige chemische verandering. De witte (bodem) diamant wijst op speciale gevaren, zoals als het een oxidator (die het mogelijk maakt de stof te branden in de afwezigheid van lucht/zuurstof), ondergaat een ongewone of gevaarlijke reactie met water, is corrosief, zuur, alkalisch, een biologisch gevaar, radioactief, enzovoort. Elk gevaar wordt beoordeeld op een schaal van 0 tot 4, waarbij 0 geen gevaar is en 4 uiterst gevaarlijk.
hoewel veel elementen sterk verschillen in hun chemische en fysische eigenschappen, hebben sommige elementen vergelijkbare eigenschappen. We kunnen sets van elementen identificeren die gemeenschappelijk gedrag vertonen. Veel elementen geleiden bijvoorbeeld warmte en elektriciteit goed, terwijl andere slechte geleiders zijn. Deze eigenschappen kunnen worden gebruikt om de elementen in drie klassen te sorteren: metalen (elementen die goed geleiden), niet-metalen (elementen die slecht geleiden), en metalloïden (elementen die eigenschappen hebben van zowel metalen als niet-metalen).
het periodiek systeem is een tabel van elementen die elementen met vergelijkbare eigenschappen dicht bij elkaar plaatst (Figuur 5). Je leert meer over het periodiek systeem als je doorgaat met je studie scheikunde.
Figuur 5. Het periodiek systeem laat zien hoe elementen kunnen worden gegroepeerd volgens bepaalde vergelijkbare eigenschappen. De achtergrondkleur geeft aan of een element een metaal, metalloid of niet-metaal is, terwijl de kleur van het elementsymbool aangeeft of het een vast, vloeibaar of gas is.
videoverslag: fysische en chemische eigenschappen
U kunt het transcript voor “fysische Vs. chemische veranderingen – uitgelegd” hier bekijken (opent in een nieuw venster).
kernbegrippen en samenvatting
alle stoffen hebben verschillende fysische en chemische eigenschappen en kunnen fysische of chemische veranderingen ondergaan. Fysische eigenschappen, zoals hardheid en kookpunt, en fysische veranderingen, zoals smelten of invriezen, houden geen verandering in de samenstelling van de materie in. Chemische eigenschappen, zoals ontvlambaarheid en zuurgraad, en chemische veranderingen, zoals roesten, impliceren de productie van materie die verschilt van die van tevoren aanwezig.
meetbare eigenschappen vallen in een van de twee categorieën. Uitgebreide eigenschappen zijn afhankelijk van de hoeveelheid aanwezige materie, bijvoorbeeld de massa van goud. Intensieve eigenschappen zijn niet afhankelijk van de hoeveelheid aanwezige materie, bijvoorbeeld de dichtheid van goud. Warmte is een voorbeeld van een uitgebreide eigenschap, en temperatuur is een voorbeeld van een intensieve eigenschap.
probeer het
- Classificeer de zes onderstreepte eigenschappen in de volgende paragraaf als chemisch of fysisch: fluor is een lichtgeel gas dat met de meeste stoffen reageert. Het vrije element smelt bij -220 °C en kookt bij -188 °C. Fijn verdeelde metalen branden in fluor met een heldere vlam. Negentien gram fluor zal reageren met 1,0 gram waterstof.
- elk van de volgende veranderingen indelen als fysisch of chemisch:
- condensatie van stoom
- verbranding van benzine
- verzuren van melk
- oplossen van suiker in water
- smelten van goud
- :
- kolenverbranding
- ijssmelting
- chocoladesiroop mengen met melk
- explosie van een rotje
- magnetiseren van een schroevendraaier
- het volume van een monster zuurstofgas veranderde van 10 mL naar 11 mL naarmate de temperatuur veranderde. Is dit een chemische of fysische verandering?
- een volume van 2,0 liter waterstofgas gecombineerd met 1,0 liter zuurstofgas om 2,0 liter waterdamp te produceren. Ondergaat zuurstof een chemische of fysische verandering?
- verklaar het verschil tussen uitgebreide en intensieve eigenschappen.
- Identificeer de volgende eigenschappen als extensief of intensief.
- volume
- temperatuur
- vochtigheid
- warmte
- kookpunt
- De dichtheid (d) van een stof is een intensieve eigenschap die wordt gedefinieerd als de verhouding van zijn massa (m) tot zijn volume (V).\ text{density}=\dfrac{\text{mass}} {\text{volume}}; \ text{d} = \dfrac{\text{m}}{\text{V}}. Gezien het feit dat massa en volume zijn beide uitgebreide eigenschappen, verklaren waarom hun verhouding, dichtheid, is intensief.
verklarende woordenlijst
chemische verandering: verandering die een andere soort materie produceert dan de oorspronkelijke soort materie
chemische eigenschap: gedrag dat gerelateerd is aan de verandering van een soort materie in een andere soort materie
uitgebreide eigenschap: eigenschap van een stof die afhangt van de hoeveelheid van de stof
intensieve eigenschap: eigenschap van een stof die onafhankelijk is van de hoeveelheid van de stof
fysische verandering: verandering in de toestand of eigenschappen van de stof zonder verandering in de chemische samenstelling