У навколишньому світі ми розрізняємо окремі предмети за їх властивостями, приміром, за формою, кольором, твердістю. При цьому різні предмети можуть мати однакові властивості. Гумовий м’ячик і автомобільна шина еластичні, вони легко відновлюють свою форму після зняття навантаження.
Речовини можуть бути чимось схожі між собою, але кожна з них обов’язково відрізняється від усіх інших, тому що має свої особливі властивості.
Наприклад, алмаз подібний до скла, але він має свою особливість – надзвичайну твердість, а після огранювання – красу. Алмаз горить, а скло – ні. Вовняна тканина відрізняється від бавовняної тим, що навіть товста бавовняна тканина не гріє так, як тонка вовна.
Властивості речовини потрібно знати для того, щоб знайти їй раціональне застосування, правильно з нею поводитися, розпізнавати серед інших речовин та добувати нові речовини, використовуючи її. Знаючи незвичайну твердість мінералу кременю, наші далекі предки використовували його для виготовлення знарядь праці та зброї. Відкриття пороху сприяло розвитку військової справи. Засоби захисту рослин, мінеральні добрива використовують для підвищення врожайності сільськогосподарських культур. Із власного досвіду ви знаєте, що вироби з легкоплавких тканин не можна прасувати гарячою праскою. Знаючи властивості одних речовин, можна добувати нові речовини із заданими властивостями.
Одне із завдань хімії – описувати речовини. Описати речовину – означає перерахувати її властивості. Розрізняють фізичні та хімічні властивості речовин.
Дослідження фізичних властивостей речовин
Речовини можуть перебувати у різних агрегатних станах: твердому, рідкому і газуватому. Будь-яка речовина у разі зміни умов може перейти в інший стан. Коли характеризують фізичні властивості будь-якої речовини за звичайних умов, то зазначають також її агрегатний стан саме за цих умов.
Деякі властивості речовин, наприклад, колір, блиск, запах виявляють у процесі безпосереднього спостереження.
Рис. 55. Перемішування розчину в пробірці.
Щоб визначити розчинність речовин у воді, потрібно насипати трохи речовини у пробірку і долити 1-2 мл води. Розчинення прискорюється у разі перемішування. Якщо тверді частинки речовини зникнуть або їх маса помітно зменшиться, то речовина розчинна. Для перемішування рідини пробірку беруть великим і вказівним пальцями лівої руки біля отвору і підтримують середнім пальцем. Потім вказівним пальцем правої руки злегка б’ють скісними ударами по нижній частині пробірки. Перемішувати рідину можна скляною паличкою, піднімаючи й опускаючи її. Забороняється закривати отвір пробірки пальцем, а потім інтенсивно струшувати її.
Рис. 56. Виявлення запаху речовини.
Для визначення запаху потрібно долонею зробити рух від отвору посудини до носа. Не можна нюхати речовину просто з отвору посудини, бо вдихання газів і парів може спричинити до ушкодження дихальних шляхів. Невідомий газ потрібно нюхати обережно.
Існує чимало отруйних речовин, тому невідомі вам речовини не можна пробувати на смак.
Не можна брати речовини руками, оскільки деякі з них подразнюють або роз’їдают шкіру.
Інші властивості визначають за допомогою приладів.
Для визначення твердості користуються шкалою твердості.
Австрійський вчений Фрідріх Моос (1773-1839) створив шкалу для оцінки твердості мінералів (шкала Мооса). У цій шкалі одиниця відповідає тальку, а цифра 10 відповідає алмазові – найтвердішому мінералові.
Шкала твердості
| Твердість | Мінерал | Тест |
 |
1. Тальк | можна подряпати нігтем |
| 2. Гіпс | ||
| 3. Кальцит | ||
| 4. Плавиковий шпат | можна подряпати гострою сталлю | |
| 5. Апатит | ||
| 6. Польовий шпат | ||
| 7. Кварц | легко дряпає скло | |
| 8. Топаз | ||
| 9. Корунд | ||
| 10. Алмаз | дряпає будь-який інший матеріал |
Але за її відсутності можна скористатися склом або нігтем. За шкалою Мооса твердість нігтя дорівнює 2-2,5 одиниці, мідної монети – в 3,5, а скла – 5.
Проведіть нігтем по поверхні виданої вам речовини: якщо залишилась подряпина, то твердість речовини, яку ви описуєте, менша від двох. А якщо подряпини не буде, можна сказати, що твердість речовини перевищує 2,5.
Рис. 58. Ареометр.
Для визначення густини рідини використовують ареометр. Рідину наливають у циліндр так, щоб рівень її не доходив до краю на декілька сантиметрів. Ареометр обережно опускають в рідину так, щоб він був розташований на однаковій відстані від стінок, не допускати, щоб він торкався дна циліндра. Після визначення густини, ареометр виймають із рідини, обережно обмивають і обтирають його і поміщують у футляр. Для визначення густини ареометром використовують спеціальні циліндри ємністю не менше 0,75 мл. Можна визначити густину речовини відносно води. Для цього опускають речовину в склянку або пробірку з водою (за умови, що вона не розчиняється у воді). Більша чи менша її густина за густину води? Точніші дані про густину речовини знаходять у хімічному довіднику.
Про пластичність, електропровідність і теплопровідність можна дійти висновку на підставі життєвих спостережень.
Як хіміки описують властивості речовин?
Якщо ви хочете стати хіміком, вам передусім слід навчитися описувати властивості речовин. З чого ви почнете? Будь який хімічний експеримент починають із спостереження. У зв’язку з цим мета нашої лабораторної роботи навчитися спостерігати властивості речовин і описувати їх.
Подивимося на добре нам відому речовину алюміній очима хіміка. Насамперед хімік зверне увагу на агрегатний стан – це тверда речовина за звичайних умов, колір – сріблясто-білий, запаху не має. Чи розчиняється алюміній у воді? Звичайно, що ні. Якби алюміній розчинявся у воді з нього не виготовляли б посуд домашнього вжитку. Під час нагрівання до температури +660,1°С алюміній плавиться і стає тягучим – з нього можна витягнути дріт, який легко згинати, тому що алюміній пластичний метал. Хімік визначить густину – 2,702 кг/м2, перевірить його твердість, зверне увагу на яскравий блиск на свіжій від подряпини поверхні металу. Цей блиск (притаманний усім металам), у алюмінію на повітрі тьмяніє. Потім він виявить, що цей метал не притягується магнітом. Алюміній ковкий. При ударі важким предметом алюміній змінює форму, розплющується. Він добре проводить електричний струм, тому з нього виготовляють проводи електропередачі.
Дослідимо фізичні властивості речовин добре відомих нам у повсякденному житті.
Лабораторна робота 3. Ознайомлення з фізичними властивостями речовин
Розгляньте і опишіть фізичні властивості речовин із числа запропонованих: натрій хлорид (кухонна сіль), мідь, вода. Результати спостережень запишіть у таблицю:
| Мідь | Кухонна сіль | Вода | |
| Агрегатний стан за кімнатної температури | |||
| Колір, блиск | |||
| Запах | |||
| Розчинність у воді | |||
| Відносна густина | |||
| Твердість пластичність, ковкість | |||
| Намагнічування | |||
| Електропровідність |
За якими властивостями можна відрізнити кожну речовину від інших? Назвіть властивості, подібні для цих речовин.
- Поясніть, для чого необхідно знати властивості речовин.
- Які агрегатні стани речовин вам відомі? Наведіть приклади.
- Що таке властивість речовин?
Підсумок
- Фізичні властивості речовини визначають спостереженням або вимірюванням, без перетворення її на іншу речовину.
- Фізичні властивості – колір, твердість, ковкість, густина, розчинність у воді, температура плавлення та кипіння, теплопровідність, електропровідність.
?
- Що таке речовина?
- Як називають ознаки, за якими можна розрізнити речовини?
- Поясніть, для чого потрібно знати властивості речовини.
- Які властивості характерні для речовин?
- Які агрегатні стани речовини вам відомі? Наведіть приклади речовин у відповідному стані.
- Що таке властивості речовин?
Домашній експеримент
Визначення свіжості яйця
У склянку налийте міцного розсолу (розчину кухонної солі) до половини об’єму, потім обережно по стінці в склянку налийте невелику кількість чистої води і обережно опустіть яйце. Воно потоне у воді, але затримається в розсолі й після кількох коливань угору й вниз і зупиниться між водою і розсолом. Свіже яйце тоне у воді і плаває в розсолі. Несвіже висохле яйце плаває навіть у воді. Таким способом можна визначити свіжість яєць.
