Занятие № 4 Вещества и их свойства

Кейс

Есть такая сказка. Два осла шли по дороге с кладью. Один был навьючен солью, а другой — ватой. Первый осёл едва передвигал ноги: так тяжела была его ноша. Второй — шёл весело и легко.

Вскоре животным пришлось переходить речку. Осёл, навьюченный солью, остановился в воде и стал купаться: он то ложился в воду, то снова становился на ноги. Когда осёл вышел из воды, ноша его стала гораздо легче. Другой осёл, глядя на первого, тоже стал купаться. Но чем дольше он купался, тем тяжелее становилась навьюченная на него вата.

Почему же ноша первого осла после купания стала легче, а второго тяжелее? Что произошло бы, если бы второй осёл нёс не вату, а сахар?

 

А чем похожи и чем отличаются предметы, состоящие из одних и тех же веществ? Что общего и в чем различие у ложки, металлических палочек и гвоздя, у стакана и стеклянной банки, у книги и салфетки? То, чем они схожи – не зависит от предмета, его формы, размера. И даже если мы разобьем стеклянную банку, то ее осколок будет иметь с ней общие свойства – хрупкость, блеск, прозрачность. Это – свойства вещества. А форма, размер – это свойства предмета. У веществ существует огромное количество самых разных свойств – какие-то из них вы легко можете увидеть сами, а какие-то будут понятны только химикам. Вещества могут быть похожи по своим свойствам, например по цвету или вкусу. Возьмем зеленый фломастер. Зеленый цвет его чернилам придает вещество зеленого цвета – краситель. Пластмасса, из которой он сделан, тоже окрашена веществом зеленого цвета, но уже другим. А зеленый цвет листьям придает третье зеленое вещество.

Сладким тоже бывает не только сахар. Сладкий вкус жевательной резинке дает ксилит. А больные диабетом вместо сахара используют фруктозу или другие подсластители. А еще сладкий вкус имеет так называемый свинцовый сахар. Но пробовать его не стоит – он ядовит. Вообще говоря, химики в своей лаборатории никогда не пробуют вещества на вкус, потому что не всегда точно известно – ядовито вещество или нет. Но раньше, больше ста лет назад, все было наоборот – химики должны были попробовать вещество на вкус и записать. Поэтому мы сейчас знаем вкус многих ядовитых веществ. И поэтому работа химика тогда считалась очень вредной и опасной. 

Ядовитость – это тоже свойство вещества. Но есть и более привычные для нас – запах, способность проводить электричество и тепло – электропроводность и теплопроводность, прозрачность, хрупкость, твердость…

Еще одно важное свойство вещества – способность находиться в нескольких агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном. Вода может быть твердой (лед), жидкой (вода) и газообразной – пар. Но для химика все это – одна и та же вода.

На этой фотографии вода есть и в твердом виде, и жидкая и газообразная. Большинство веществ могут находиться в этих трех состояниях, даже если мы и предположить этого не можем. Каждое вещество переходит из твердого в жидкое состояние (плавится) и из жидкого в газообразное (кипит) при строго определенных температурах. Вода плавится при 0°С и кипит при 100°С. А может ли расплавиться соль? Закипеть железо? Может ли воздух затвердеть? Оказывается, да. Чтобы расплавить обычную пищевую соль, ее нужно нагреть до 800°С, железо закипит при почти 3000 °С. Обычной газовой горелки, которую вы встретите на кухне, для этого не хватит – ей можно нагреть до 600 °С, не выше. А чтобы воздух затвердел, его нужно очень сильно охладить. При -196°С воздух станет жидким, а если он остынет еще на 14 градусов, до -210°С – то он будет твердым.

На Земле таких температур не бывает, самая низкая температура, которую видели на Земле -89,2°C, так что у нас воздух не замерзнет. А вот на дальних от Солнца планетах – Сатурне, Нептуне – мы встретим океаны и моря из тех веществ, что у нас на Земле всегда существуют в виде газов.

Хотя твердый лед и водяной пар совершенно непохожи друг на друга, тем не менее, с точки зрения химика – это одно вещество. Химические свойства в таких превращениях не меняются. Это физические превращения. Но химикам гораздо интересней, когда одно вещество превращается в одно или даже несколько других. Парафин свечи при нагревании плавится, и затем испаряется. Но если он остынет – то снова станет парафином. А когда свеча горит – парафин превращается в другие вещества – углекислый газ и воду. Такое превращение называется химической реакцией. С помощью химических реакций ученые-химики научились из темно-коричневого порошка – железной руды, делать железо, создали множество новых полезных веществ – пластики, лекарства, красители, синтетические ткани и многое другое.

Практическая работа № 4 «Изучение свойств веществ».

1. Насыпьте в стакан с водой чайную ложку сахарного песка и размешай его. Что происходит с крупинками песка? Куда они девались? Можно ли сказать, что сахарный песок исчез (попробуй воду на вкус). Изменился ли цвет воды, в которой ты размешал песок? Потеряла ли она прозрачность?

2. Проделайте с питьевой содой такой же опыт, какой ты ставил с сахаром. Растворяется ли в воде сода?

3. Аккуратно понюхайте предложенные учителем предметы, сделайте вывод.

4. Возьмите парафиновую свечу и подожгите ее. Понаблюдайте за тем, что происходит. (Парафин свечи при нагревании плавится, и затем испаряется. Но если он остынет – то снова станет парафином. А когда свеча горит – парафин превращается в другие вещества – углекислый газ и воду).

5. Сделайте выводы о веществах и их свойствах.

Заполните таблицу – для каждого свойства отметьте – это свойство предмета или вещества

Свойство	Вещество	Предмет
Форма
Цвет
Вес
Запах
Прозрачность
Горючесть
Длина
Растворимость