rezultatele învățării
- identificarea proprietăților și modificărilor materiei ca fizice sau chimice
- identificarea proprietăților materiei ca extinse sau intensive
caracteristicile care ne permit să distingem o substanță de alta se numesc proprietăți. O proprietate fizică este o caracteristică a materiei care nu este asociată cu o modificare a compoziției sale chimice. Exemple familiare de proprietăți fizice includ densitatea, culoarea, duritatea, punctele de topire și fierbere și conductivitatea electrică. Putem observa unele proprietăți fizice, cum ar fi densitatea și culoarea, fără a schimba starea fizică a materiei observate. Alte proprietăți fizice, cum ar fi temperatura de topire a fierului sau temperatura de îngheț a apei, pot fi observate numai pe măsură ce materia suferă o schimbare fizică. O schimbare fizică este o schimbare a stării sau proprietăților materiei fără nicio modificare însoțitoare a compoziției sale chimice (identitățile substanțelor conținute în materie). Observăm o schimbare fizică atunci când ceara se topește, când zahărul se dizolvă în cafea și când aburul se condensează în apă lichidă (Figura 1). Alte exemple de modificări fizice includ magnetizarea și demagnetizarea metalelor (așa cum se face cu etichetele comune de securitate antifurt) și măcinarea solidelor în pulberi (care uneori pot produce modificări vizibile de culoare). În fiecare dintre aceste exemple, există o schimbare în starea fizică, forma sau proprietățile substanței, dar nici o schimbare în compoziția sa chimică.
Figura 1. (a) ceara suferă o schimbare fizică atunci când ceara solidă este încălzită și formează ceară lichidă. (b) condensarea aburului în interiorul unui vas de gătit este o schimbare fizică, deoarece vaporii de apă sunt transformați în apă lichidă. (credit a: modificarea lucrării prin „95jb14” / Wikimedia Commons; credit b: modificarea lucrării de către „mjneuby” /Flickr)
schimbarea unui tip de materie într-un alt tip (sau incapacitatea de a schimba) este o proprietate chimică. Exemple de proprietăți chimice includ inflamabilitatea, toxicitatea, aciditatea, reactivitatea (multe tipuri) și căldura de ardere. Fierul, de exemplu, se combină cu oxigenul în prezența apei pentru a forma rugina; cromul nu se oxidează (Figura 2). Nitroglicerina este foarte periculoasă deoarece explodează ușor; neonul nu prezintă aproape niciun pericol, deoarece este foarte nereactiv.
Figura 2. (a) una dintre proprietățile chimice ale fierului este că ruginește; (B) una dintre proprietățile chimice ale cromului este că nu. (credit a: modificarea lucrării de Tony Hisgett; credit b: modificarea lucrării de „Atoma”/Wikimedia Commons)
o schimbare chimică produce întotdeauna unul sau mai multe tipuri de materie care diferă de materia prezentă înainte de schimbare. Formarea ruginii este o schimbare chimică, deoarece rugina este un alt tip de materie decât fierul, oxigenul și apa prezente înainte de formarea ruginii. Explozia nitroglicerinei este o schimbare chimică, deoarece gazele produse sunt tipuri foarte diferite de materie din substanța originală. Alte exemple de modificări chimice includ reacțiile care sunt efectuate într-un laborator (cum ar fi cuprul care reacționează cu acidul azotic), toate formele de ardere (ardere) și alimentele gătite, digerate sau putrezite (Figura 3).
Figura 3. (a) CUPRUL și acidul azotic suferă o modificare chimică pentru a forma azotat de cupru și dioxid de azot gazos brun. (b) în timpul arderii unui chibrit, celuloza din chibrit și oxigenul din aer suferă o schimbare chimică pentru a forma dioxid de carbon și vapori de apă. (c) gătirea cărnii roșii provoacă o serie de modificări chimice, inclusiv oxidarea fierului în mioglobină, care are ca rezultat schimbarea familiară a culorii roșu-maro. (d) o banană care devine maro este o schimbare chimică pe măsură ce se formează substanțe noi, mai întunecate (și mai puțin gustoase). (credit b: modificarea operei de Jeff Turner; credit c: modificarea operei de Gloria Cabada-Leman; credit d: modificarea lucrării de Roberto Verzo)
proprietățile materiei se încadrează în una din cele două categorii. Dacă proprietatea depinde de cantitatea de materie prezentă, este o proprietate extinsă. Masa și volumul unei substanțe sunt exemple de proprietăți extinse; de exemplu, un galon de lapte are o masă și un volum mai mari decât o ceașcă de lapte. Valoarea unei proprietăți extinse este direct proporțională cu cantitatea de materie în cauză. Dacă proprietatea unui eșantion de materie nu depinde de cantitatea de materie prezentă, este o proprietate intensivă. Temperatura este un exemplu de proprietate intensivă. În cazul în care galonul și cana de lapte sunt fiecare la 20 C (temperatura camerei), atunci când sunt combinate, temperatura rămâne la 20 C. ca un alt exemplu, luați în considerare proprietățile distincte, dar legate de căldură și temperatură. O picătură de ulei fierbinte de gătit stropit pe braț provoacă un disconfort scurt și minor, în timp ce o oală cu ulei fierbinte produce arsuri grave. Atât picătura, cât și vasul de ulei sunt la aceeași temperatură (o proprietate intensivă), dar vasul conține în mod clar mult mai multă căldură (proprietate extinsă).
pericol diamant
este posibil să fi văzut simbolul prezentat în Figura 4 pe recipientele cu substanțe chimice dintr-un laborator sau la locul de muncă. Uneori numit ” diamant de foc „sau” diamant de pericol”, acest diamant de pericol chimic oferă informații valoroase care rezumă pe scurt diferitele pericole de care trebuie să fiți conștienți atunci când lucrați cu o anumită substanță.
Figura 4. Agenția Națională de protecție împotriva incendiilor (NFPA) hazard diamond rezumă pericolele majore ale unei substanțe chimice.
Agenția Națională de protecție împotriva incendiilor (NFPA) 704 sistemul de identificare a pericolelor a fost dezvoltat de NFPA pentru a furniza informații de siguranță despre anumite substanțe. Sistemul detaliază inflamabilitatea, reactivitatea, sănătatea și alte pericole. În cadrul simbolului diamantului general, diamantul superior (roșu) specifică nivelul pericolului de incendiu (intervalul de temperatură pentru punctul de aprindere). Diamantul albastru (stânga) indică nivelul de pericol pentru sănătate. Diamantul galben (dreapta) descrie pericolele de reactivitate, cum ar fi cât de ușor va suferi substanța detonare sau o schimbare chimică violentă. Diamantul alb (de jos) indică Pericole speciale, cum ar fi dacă este un oxidant (care permite substanței să ardă în absența aerului/oxigenului), suferă o reacție neobișnuită sau periculoasă cu apa, este coroziv, acid, alcalin, un pericol biologic, radioactiv și așa mai departe. Fiecare pericol este evaluat pe o scară de la 0 la 4, 0 fiind fără pericol și 4 fiind extrem de periculos.în timp ce multe elemente diferă dramatic în proprietățile lor chimice și fizice, unele elemente au proprietăți similare. Putem identifica seturi de elemente care prezintă comportamente comune. De exemplu, multe elemente conduc bine căldura și electricitatea, în timp ce altele sunt conductori slabi. Aceste proprietăți pot fi utilizate pentru a sorta elementele în trei clase: metale (elemente care se comportă bine), nemetale (elemente care se comportă prost) și metaloizi (elemente care au proprietăți atât ale metalelor, cât și ale nemetalelor).
tabelul periodic este un tabel de elemente care plasează elemente cu proprietăți similare apropiate (Figura 5). Veți afla mai multe despre tabelul periodic pe măsură ce vă continuați studiul chimiei.
Figura 5. Tabelul periodic arată modul în care elementele pot fi grupate în funcție de anumite proprietăți similare. Notă culoarea de fundal denotă dacă un element este un metal, metaloid sau nemetal, în timp ce culoarea simbolului elementului indică dacă este un solid, lichid sau gaz.
Video Review: Physical and Chemical Properties
puteți vizualiza transcrierea pentru „Physical Vs. Chemical Changes – Explained” aici (se deschide în fereastră nouă).
concepte cheie și rezumat
toate substanțele au proprietăți fizice și chimice distincte și pot suferi modificări fizice sau chimice. Proprietățile fizice, cum ar fi duritatea și punctul de fierbere, și modificările fizice, cum ar fi topirea sau înghețarea, nu implică o modificare a compoziției materiei. Proprietățile chimice, cum ar fi inflamabilitatea și aciditatea și modificările chimice, cum ar fi ruginirea, implică producerea de materie care diferă de cea prezentă în prealabil.
proprietățile măsurabile se încadrează în una din cele două categorii. Proprietățile extinse depind de cantitatea de materie prezentă, de exemplu, masa de aur. Proprietățile Intensive nu depind de cantitatea de materie prezentă, de exemplu, densitatea aurului. Căldura este un exemplu de proprietate extinsă, iar temperatura este un exemplu de proprietate intensivă.
încercați
- clasificați cele șase proprietăți subliniate în paragraful următor ca fiind chimice sau fizice: fluorul este un gaz galben pal care reacționează cu majoritatea substanțelor. Elementul liber se topește la -220 centimetric C și fierbe la -188 Centimetric C. Metalele fin divizate ard în fluor cu o flacără strălucitoare. Nouăsprezece grame de fluor vor reacționa cu 1,0 grame de hidrogen.
- clasificați fiecare dintre următoarele modificări ca fiind fizice sau chimice:
- condensarea aburului
- arderea benzinei
- acrirea laptelui
- dizolvarea zahărului în apă
- topirea aurului
- clasificați fiecare dintre următoarele modificări ca fiind fizice sau chimice:
- arderea cărbunelui
- topirea gheții
- amestecarea siropului de ciocolată cu lapte
- explozia unei petarde
- magnetizarea unei șurubelnițe
- volumul unei probe de oxigen gazos s-a schimbat de la 10 mL la 11 mL pe măsură ce temperatura s-a schimbat. Este aceasta o schimbare chimică sau fizică?
- un volum de 2,0 litri de hidrogen gazos combinat cu 1,0 litri de oxigen gazos pentru a produce 2,0 litri de vapori de apă. Oxigenul suferă o schimbare chimică sau fizică?
- explicați diferența dintre proprietățile extinse și proprietățile intensive.
- identificați următoarele proprietăți ca fiind extinse sau intensive.
- volum
- temperatură
- umiditate
- căldură
- punct de fierbere
- densitatea (d) unei substanțe este o proprietate intensivă care este definită ca raportul dintre masa sa (m) și volumul său (V).\text{densitate}= \ dfrac {\text {masă}} {\text{volum}};\text{d}=\dfrac {\text{m}} {\text{V}}. Având în vedere că masa și volumul sunt ambele proprietăți extinse, explicați de ce raportul lor, densitatea, este intensiv.
Glosar
schimbare chimică: schimbare care produce un alt tip de materie față de tipul original de materie
proprietate chimică: comportament care este legat de schimbarea unui tip de materie într-un alt tip de materie
proprietate extinsă: proprietatea unei substanțe care depinde de cantitatea substanței
proprietate intensivă: proprietatea unei substanțe care este independentă de cantitatea de substanță
schimbare fizică: modificare a stării sau proprietăților materiei care nu implică o modificare a compoziției sale chimice