3.2 – Tilstandsform af og egenskaber for stoffer

På Jorden, eksisterer stof i en af tre tilstandsformer, fast, flydende eller gas. Et fast stof, som for eksempel en sten eller en fodbold, har en definitiv form og volumen. Du kan sandsynligvis identificere adskillige faste stoffer inden for din rækkevidde netop nu, som for eksempel bøger, blyanter, eller en computermus. I faste stoffer, holder stærke tiltrækkende kræfter, partiklerne som for eksempel atomer eller molekyler, tæt sammen. Partiklerne i et fast stof, er arrangeret i en så stiv struktur, at partiklerne kun vibrerer svagt i deres fastlåste positioner. For mange faste stoffer, danner denne stive struktur krystaller, som dem der ses i en ametyst.

Et flydende stof, har et definitivt volumen, men ikke en definitiv form. I et flydende stof, bevæger partiklerne sig langsomt, i tilfældige retninger, men er tilstrækkeligt tiltrukket af hinanden, så de beholder et definitivt volumen, uden dog at have en stiv struktur. Derfor, når vand, olie eller eddike hældes fra en beholder til en anden, bibeholder det flydende stof sen volumen, men antager formen af den nye beholder.

 

En gas, har ikke en definitiv form eller et definitivt volumen. I en gas, er partiklerne langt fra hinanden, og har en ringe tiltrækningskraft på hinanden, og de bevæger sig med højere hastigheder. De antager samme form og volumen som deres beholder. Når du pumper et cykeldæk, fylder luften, der er en gas, hele dækkets volumen. Propangassen i en gasflaske, fylder hele volumen af den gasflaske. Tabel 3.1 sammenligner de tre tilstandsformer.

 

 

 

Konceptforståelse 3.2

Tilstandsformer Angiv tilstandsformerne beskrevet for stoffer i hvert af de følgende: a. Ingen ændring af stoffets volumen, når det placeres i en anden beholder b. Har en særlig lav densitet c. Formen afhænger af beholderen d. Har en definitiv form og et definitivt volumen Svar a. Både faste og flydende stoffers volumen er uafhængig af beholderen de placeres i b. I en gas, er partiklerne langt fra hinanden, hvilket giver en lavere masse per volumen, eller meget lav densitet. c. Et flydende stof og gasser, tilpasser deres form til den beholder det placeres i. d. Et fast stof har en stiv struktur i dets partikler, som giver det en definitiv form og et definitivt volumen.

Fysiske egenskaber og fysiske ændringer

En måde at beskrive stof på, er ved at observere dets fysiske egenskaber. Hvis du blev bedt om at beskrive dig selv, ville du måske opremse karaktertræk som farven på dine øjne og hud, længden, farven og teksturen af dit hår, og så videre.

Fysiske egenskaber er de karaktertræk, som kan observeres eller måles, uden identiteten af stoffet påvirkes. I kemi, typiske fysiske egenskaber inkludere form, farve, smeltepunkt, kogepunkt, og den fysiske tilstandsform af et stof. Du kan, for eksempel, observere at en 50-øre har en rund form, og en rød-orange farve, er på fast form, og har en skinnende overflade. Tabel 3.2 giver flere eksempler på fysiske egenskaber for kobber, der findes i 50-ører, elektriske ledninger, og kobber kogegrej.

Vand er et stof, der er almindeligt at finde i alle tre tilstandsformer: fast, flydende, og gasform. Når stof undergår en fysisk ændring, ændres dets tilstandsform eller udseende, men dets sammensætning forbliver den samme. Den faste form af vand – sne eller is – har et anderledes udseende, end det har i flydende eller gasform, men alle tre tilstandsformer er vand (se figur 3.4).

Det fysiske udseende af et stof, kan ændre sig på andre måder. For eksempel, når du opløser lidt salt i vand. I opløsningen, kan du ikke længere se salt, men du kan smage det. Du vil imidlertid kunne gendanne saltkrystallerne, ved at opvarme opløsningen og fordampe vandet. I fysiske ændringer, dannes der ikke nogle nye stoffer.

Tabel 3.3 viser nogle flere eksempler på fysiske ændringer.

Kemiske egenskaber og kemiske ændringer

Kemiske egenskaber er dem, som beskriver et stofs evne, til at ændre sig til et nyt stof. Når en kemisk ændring finder sted, bliver det oprindelige stof ændret til et nyt stof, der er andre fysiske og kemiske egenskaber. For eksempel, korrosion af et metal som for eksempel jern (rust), er en kemisk egenskab. I regn, reagerer et jernsøm (Fe) med oxygen (O₂) og danner rust (Fe₂O₃). En kemisk ændring har fundet sted: rust er et andet stof, med nye fysiske og kemiske egenskaber. Tabel 3.4 giver nogle eksempler på kemiske ændringer.

Tabel 3.5 opsummerer fysiske og kemiske egenskaber, og fysiske og kemiske ændringer.

Opgaveeksempel 3.2

Fysiske og kemiske ændringer Angiv hver af følgende som en fysisk eller en kemisk ændring. a. En isterning smelter, og danne flydende vand b. Et enzym nedbryder laktosen i mælk c. Hvidløg hakkes i små stykker Løsning a. En fysisk ændring sker, når isterningen skifter tilstandsform fra fast til flydende. b. En kemisk ændring sker, når et enzym nedbryder laktose til mere simple stoffer. c. En fysisk ændring sker, når størrelsen på et objekt ændres. Læringscheck 3.2 Hvilke af følgende, er kemiske ændringer? a. Gasbobler opstår, når bagepulver kommes i eddike b. En træstamme skæres i stykker til et bål c. Et stykke træ brændes i et bål Svar a. Er en kemisk ændring, fordi bagepulveret reagerer med eddiken, og der dannes nye stoffer med andre egenskaber end de oprindelige stoffer. b. Er ikke en kemisk ændring – Det er en fysisk ændring af størrelsen. c. Er en kemisk ændring, fordi forbrænding af træ i et bål, omdanner træet til nye stoffer med andre egenskaber end de oprindelige stoffer.

3.3 – Temperatur →