3.1 – Klassifikation af stof

 

Klassifikation af stof

Stof er alt der har en masse og optager plads. Stof, udgør alle ting vi bruger, som for eksempel vand, træ, tallerkener, plasticposer, tøj og sko. De forskellige typer af stof, er klassificeret ud fra deres sammensætning.

Rene stoffer: Grundstoffer og forbindelser

En aluminiumsdåse, består af mange atomer aluminium.

Et rent stof, er stoffer der har en fast eller konstant sammensætning. Der er to forskellige slags rene stoffer: grundstoffer og forbindelser. Et grundstof, den simpleste type af rent stof, er sammensat af kun en type af stof, som for eksempel sølv, jern eller aluminium. Hvert grundstof, er sammensat af atomer, der er ekstremt små partikler som udgør alle typer af stof. Sølv er sammensat af sølvatomer, jern af jernatomer, og aluminium af aluminiumatomer. En liste over alle grundstofferne i alfabetisk rækkefølge, kan ses herunder.

Et molekyle vand H2O, består af to hydrogenatomer (hvid) for hvert oxygenatom (rød).
Et molekyle hydrogen-peroxid, består af to hydrogenatomer (hvid) for hver to oxygenatomer (rød).

En forbindelse er også et rent stof, men den består af to eller flere grundstoffer der kemisk bundet sammen i samme forhold. I forbindelser, er atomerne holdt sammen af tiltrækning, kaldet binding, der danner små grupper af atomer, kaldet molekyler. For eksempel er et molekyle forbindelsen vand, sat sammen af to hydrogenatomer for hvert oxygenatom, og bliver repræsenteret med formlen H2O. Det betyder, at uanset hvor vand findes, har det altid den sammensætning af to hydrogenatomer for hvert oxygenatom. En anden forbindelse, der består af en kombination af hydrogen- og oxygenatomer, er hydrogenperoxid (brintoverilte). Imidlertid består det af to hydrogenatomer for hver to oxygenatomer, og er repræsenteret med formlen H2O2. Dermed, er vand (H2O) og hydrogenperoxid (H2O2) forskellige forbindelser, med forskellige egenskaber.

Rene forbindelser, er forbindelser der kan nedbrydes af kemiske processer, til de grundstoffer de består af. Den kan ikke nedbrydes gennem fysiske processer, som for eksempel kogning eller sigtning. For eksempel den almindelige forbindelse bordsalt (NaCl), kan kemisk nedbrydes til grundstofferne natrium og chlor, som det ses i figur 3.1. Grundstoffer kan ikke kemisk, nedbrydes yderligere.

Figur 3.1 – Dekomponeringen af salt, NaCl, danner grundstofferne natrium og chlor.

Blandinger

I en blanding, er to eller flere forskellige stoffer fysisk blandet, men ikke kemisk bundet. Mange af stofferne i hverdagen, består af blandinger (se figur 3.2). Luften vi indånder, er en blanding der består mest af nitrogen og oxygen. Stål i bygninger og jernbaneskinner, er en blanding af jern, nikkel, carbon og chrom. Messing i dørhåndtag og figurer, er en blanding af zink og kobber. Forskellige typer af messing, har forskellige egenskaber, afhængigt af forholdet mellem zink og kobber. Te, kaffe og havvand, er også blandinger. Forskelligt fra forbindelser, er forholdet af stofferne i en blanding ikke konsistent, men kan variere. For eksempel kan to forskellige sukker-vand opløsninger godt se ens ud, men den ene som har et højere sukker til vand forhold, vil smage sødere.

Figur 3.2 – Stof organiseres efter dets bestanddele: grundstoffer, forbindelser og blandinger. (a) Grundstoffet kobber består af kobberatomer. (b) Forbindelsen vand, består af H2O molekyler. (c) Messing, er en homogen blanding af kobber- og zinkatomer. (d) Metallet kobber i vand, er en heterogen blanding af Cu atomer og H2O molekyler.
Figur 3.3 – En blanding af spaghetti og vand, kan skilles ad ved at bruge en sigte, en fysisk metode til separation.

Fysiske processer kan bruges til at separere blandinger, fordi der ikke er nogle kemiske interaktioner mellem forbindelserne. For eksempel kan forskellige mønter som 1 kroner og 50-ører, adskilles ved størrelse; jernpartikler blandet med sand, kan opsamles med en magnet; og vand separeres fra kogt spaghetti, ved at bruge en sigte (se figur 3.3).

Konceptforståelse 3.1

Rene stoffer og blandinger

Klassificer hver af følgende, som et rent stof eller en blanding:

a. Sukker i en sukkerskål
b. 1 kroner og 50 ører i en sparegris
c. Kaffe med mælk og sukker

Svar

a. Sukker er en forbindelse, men type af stof, der gør det til et rent stof.

b. 1 kroner og 50 ører i en sparegris er fysisk blandende, men ikke kemisk forbundne, hvilket gør dem til en blanding.

c. Kaffen, mælken og sukkeret er en fysisk blanding, men ikke kemisk forbundne, hvilket før det til en blanding

Typer af blandinger

(a) En blanding mellem en væske og et fast stof, kan adskilles ved filtrering. (b) Forskellige stoffer adskilles, da de bevæger sig med forskellige hastigheder op langs overfladen på et stykke kromatografipapir.

Blandinger er yderligere klassificeret. I en homogen blanding, også kaldet en opløsning, er sammensætningen af stoffer ensartet. Eksempler på familiære blandinger er luft, der blandt andet indeholder nitrogen- og oxygengasser; og havvand, der er en blanding af samt og vand.

I en heterogen blanding, er bestanddelene synlige og har ikke en ensartet sammensætning igennem prøven. For eksempel er en blanding af olie og vand heterogen fordi, olien flyder på overfladen af vandet. Andre eksempler på heterogene blandinger er småkager med rosiner og frugtkødet i appelsinjuice.

I laboratoriet, bliver blandinger adskilt ved forskellige metoder. Faste stoffer adskilles fra flydende ved filtrering, hvilket betyder at man hælder blandingen gennem et filter i en tragt. I kromatografi, adskilles de forskellige bestanddele i en blanding ved, at de bevæger sig med forskellige hastigheder langs for eksempel et stykke papir.

Opgaveeksempel 3.1

Klassificering af blandinger

Klassificer hver af følgende som rene stoffer (grundstoffer eller forbindelser) eller en blanding (homogen eller heterogen):

a. Kobber i en kobberledning
b. En småkage med chokoladestykker
c. Nitrox, en kombination af oxygen og nitrogen, der anvendes i dykkerlufttanke

Løsning

a. Kobber er et grundstof, hvilket er et rent stof
b. En småkage med chokoladestykker har ikke en ensartet sammensætning, hvilket gør det til en heterogen blanding
c. Gasserne oxygen og nitrogen har en ensartet sammensætning i Nitrox, hvilket gør det til en homogen blanding.

Læringscheck 3.1

En salatdressing fremstilles af olie, eddike og stykker af blåskimmelost. Er dette en homogen eller en heterogen blanding?

Svar

Blandingen af olie, eddike og stykker af blåskimmelost har ikke en ensartet sammensætning, hvilket gør den til en heterogen blanding.

3.2 – Tilstandsform af og egenskaber for stoffer →