Что обладает постоянными физическими свойствами
Презентация была опубликована 6 лет назад пользователемАлина Рылеева
Похожие презентации
Презентация на тему: » Чистыми называют вещества, которые обладают постоянными физическими свойствами (дистиллированна я вода)» — Транскрипт:
2 Чистыми называют вещества, которые обладают постоянными физическими свойствами (дистиллированная вода)
3 Смесь – это комбинация различных веществ, которые могут быть разделены, потому что обладают разными физическими свойствами(например разной температурой кипения), например, чай, речной песок с солью
5 Проблема: Как получить чистые вещества?
6 В основу получения чистых веществ были положены физические процессы, которые происходят без изменения состава вещества, но с изменением агрегатных состояний веществ.
7 Однородные смеси Выпаривание Выделение поваренной соли из морской воды Кристаллиз ация Производство сахара Дистилляция (перегонка) Получение дистиллированной воды Хроматогра фия Разделение и очистка лекарственных веществ
8 Выпаривание Это метод химико- технологической обработки для выделения растворителя из раствора. Выпаривание чаще всего производится при повышенной температуре, иногда при кипении
9 Кристаллизация процесс фазового перехода вещества из жидкого состояния в твёрдое кристаллическое с образованием кристаллов фазового перехода кристаллов
10 Дистилляция (перегонка) перегонка, испарение жидкости с последующим охлаждением и конденсацией паровиспарение жидкостиконденсациейпаров
11 Хроматография метод разделения смесей веществ или частиц, основанный на различиях в скоростях их перемещения в системе несмешивающихся и движущихся относительно друг друга фаз
12 Неоднородные смеси Отстаивание Отстаивание частиц глины в воде. Применяется для очистки питьевой воды Фильтрование Применяется при очистке питьевой воды Действие магнитом Отделение железа от других веществ
14 Домашнее задание §25, задания 3, 4 подготовиться к практической работе (стр )
Вещества и их изменения
Предмет и метод химии. Каждый отдельный вид материи, обладающий при определенных условиях постоянными физическими свойствами как, например, вода, железо, сера, известь, кислород и т. д., в химии называют веществом.
На какие вещества
Для установления свойств вещества необходимо иметь его возможно более чистым, так как даже незначительные примеси могут изменить числовые значения констант изучаемого веще ства. Только чистое вещество, обладает определенными, постоянными свойствами.
Когда свинцовая пуля, вылетевшая из ствола винтовки, ударяется о камень, она нагревается так сильно, что свинец плавится, превращаясь в жидкость. Здесь механическое движенце пули переходит в тепловое движение частиц свинца, но этот переход не сопровождается химическим изменением свинца — твердый и жидкий свинец представляют собой одно и то же вещество, только находящееся в различных агрегатных состояниях. Никакого нового вещества при этом превращении не образуется.
Иначе обстоит дело, когда свинец в результате продолжительного нагревания превращается в окись свинца (глет). В этом случае вместо свинца получается совершенно новое вещество с другими свойствами, качественно отличное от свинца. Точно так же при ржавлении железа, горении дров, гниении листьев образуются новые вещества, не похожие на первоначальные.
Явления, сопровождающиеся коренными изменениями вещества, при которых из одних веществ образу ются другие, новые вещества, называются химическими. Изучением таких явлений занимается химия. Следовательно, химия есть наука о превращениях веществ. Она изучает состав и строение веществ, зависимость свойств вещества от его состава и строения, условия и пути превращения одних веществ в другие.
B химии, как и в других науках, изучение всякого явления начинается прежде всего с его наблюдения и описания. Но наука не ограничивается одним только описанием наблюдаемых явлений; ее важнейшей задачей является их объяснение. В поисках объяснений явлений мы стараемся глубже проникнуть в их сущность, выяснить причины, вызывающие их, установить условия, при которых явления могут происходить. Для этого приходится искусственно воспроизводить различные явления в наиболее удобных для их изучения условиях и обстановке. Такое искус ственное воспроизведение явления называется опытом. Чаще всего опыт производится для проверки справедливости мыслей или предположений, возникающих при изучении явления.
Предположения, выдвигаемые для объяснения данного явления, устанавливающие его связь с другими, ранее изученными явлениями, объединяющие несколько явлений одной общей идеей, называются гипотезами.Если следствия, логически вытекающие из сделанного предположения, подтверждаются опытом, если гипотеза не только объясняет данное явление, но и позволяет делать обобщающие выводы, позволяет предугадывать новые явления, то гипотеза становится теорией.Если же опыт не подтверждает выдвинутую гипотезу, то она отбрасывается.
Особенно важными теоретическими обобщениями в химии, обеспечившими успехи этой науки, являются: атомно-молекулярное учение, теория химического строения, периодический закон и периодическая система химических элементов.
Конспект лекции по теме «Чистые вещества и смеси» дисциплины ОУД.10 Химия, специальности 33.02.01 Фармация, СПО
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Тема: Чистые вещества и смеси
1. Понятие о смеси веществ.
2. Гомогенные и гетерогенные смеси.
3. Состав смесей: объемная и массовая доли компонентов смеси, массовая доля примесей.
4. Дисперсные системы.
1. Чистые вещества и смеси веществ. Одна из задач химии – изучение свойств веществ. Для этого вещества должны быть чистыми, не содержать примесей других веществ.
Физические свойства чистых веществ определяются опытным путем и приводятся в справочниках. Если свойства вещества (например, температура плавления и кипения, плотность) известны, то можно установить является ли чистым какой-либо образец вещества. Для этого нужно определить температуру плавления, плотность или другое свойство изучаемого образца и сравнить его с известным свойством чистого вещества. Если измеренное значение совпадает со справочным, то вещество чистое.
2. Различают смеси однородные и неоднородные.
Однородными называют смеси двух или нескольких веществ, в которых даже под микроскопом нельзя обнаружить частицы этих веществ.
Например: растворы сахара или поваренной соли в воде, чистый воздух и др.
Неоднородными называют смеси, в которых невооруженным глазом или при помощи микроскопа можно обнаружить частицы двух или нескольких веществ. Например: пыльный воздух, мутная вода, кровь, молоко и др.
Дисперсные системы состоят из одной или нескольких фаз. Каждая фаза отделена от другой поверхностью раздела. Частицы дисперсной фазы состоят из множества молекул, атомов или ионов. В зависимости от размера частиц дисперсные системы подразделяют на высокодисперсные, или коллоидные (их также называют коллоидными растворами, размер частиц от 1 до 100 нм), и грубодисперсные, или взвеси (размеры частиц более 100 нм).
В отличие от истинных растворов для золей характерно рассеяние света коллоидными частицами – эффект Тиндаля: при пропускании через золь луча света в затемненном помещении виден светящийся конус. Так можно распознать, является данный раствор истинным или коллоидным.
Эффект Тиндаля аналогичен известному всем явлению, когда в комнате в пучке солнечного света хорошо видны сверкающие частички пыли. Подобное явление вы наблюдаете в кинотеатре в луче прожектора, а также при освещении туманного воздуха фарами автомобилей.
При нагревании или под действием других факторов коллоидные частицы укрупняются (слипаются) в боле крупные агрегаты. Соединение частиц в более крупные агрегаты называют коагуляцией. При коагуляции частиц коллоидной системы золи превращаются в студенистую массу, которую называют гелем. В этом случае вся совокупность коллоидных частиц, связывая растворитель, переходит в своеобразное полужидкое-полутвердое состояние; система в целом теряет текучесть.
Например, 3%-ный раствор желатина в теплой воде превращается в гель. Это обусловлено тем, что коллоидные частицы связывают множество молекул воды, Многие гели известны из повседневной жизни: желе, мармелад, простокваша и др.
К грубодисперсным системам относят суспензии и эмульсии.
Суспензии – это дисперсные системы, в которых дисперсионной средой является жидкость, а дисперсной фазой – твердое вещество, растворимое в жидкости, например, глина в воде, строительные растворы, взвешенный в речной воде или морской ил и т.п.
Эмульсии – это дисперсные системы, в которых дисперсионная среда и дисперсная фаза являются несмешивающимися жидкостями, например молоко (мелкие шарики жира в жидкости), лимфа, смесь бензина с водой, водоэмульсионные краски и т.д.
Суспензии и эмульсии мутные, частицы или капельки видны невооруженным глазом. Суспензии легко осаждаются, взвешенные твердые частицы задерживаются обычными фильтрами.
Дисперсионная среда и дисперсная фаза могут быть в различных агрегатных состояниях, что приводит к большому разнообразию дисперсных систем. Например, различают дисперсные системы с газообразной дисперсной средой (туман, дым, пыль в атмосфере, где воздух является средой, а частицы воды или твердые вещества – фазой), жидкой дисперсионной средой (эмульсии, суспензии, пена), твердой средой (сплавы металлов).
Дисперсные системы распространены в природе (яичный белок, цитоплазма, кровь) и играют важную роль в физиологических процессах. Они применяются в быту (продукты питания, зубная паста, клей, лаки, духи), медицине, сельском хозяйстве, промышленности (производство сплавов, красок, обогащение руд методом флотации и т.д.)
Системы с размерами частиц, не превышающими размеров отдельных молекул или ионов (до 1 нм), относят к истинным растворам, или просто растворам.
Вещество. Физические свойства вещества.
К физическим свойствам вещества принято относить те, которые фиксируются наблюдением либо измерением, без перехода в иное вещество.
Наиболее существенные физические свойства вещества:
— запах (или его отсутствие);
— цвет, блеск (или их отсутствие);
— электропроводность (или не электропроводность).
— растворимость (или нерастворимость) в воде;
— температура плавления;
— температура кипения;
Список физических свойств твердых веществ можно увеличить добавив твердость, пластичность (или хрупкость), а для кристаллических — дополнительно и форму кристаллов. Описывая свойства жидкости, указать подвижная она либо маслянистая.
Визуально получится оценить следующие физические характеристики: цвет, запах, вкус, форму кристаллов. Плотность, электропроводность, температуру плавления и кипения фиксируют, выполнив замеры. Данные о физических свойствах большинства веществ систематизированы в профильных справочниках.
Физические свойства вещества обусловлены агрегатным состоянием. К примеру, плотность льда, воды и водяного пара разные величины. У газообразного кислорода цвет отсутствует, а у жидкого он голубой.
Знание физических свойств способствует определению немалого числа веществ. К примеру, уникальность меди в том, что она единственный металл красного цвета. Исключительность поваренной соли – ее соленый вкус. Цвет твердого йода близок к черному, при нагреве он становиться темно-фиолетовым паром. В преобладающем числе ситуаций для того чтобы «угадать» вещества требуется анализировать совокупность характерных особенностей.
Что обладает постоянными физическими свойствами
Наука требует точности. Но для достижения точности учёным нужно буквально «держать в голове» кучу информации. Для упрощения задачи они стали использовать ёмкие таблицы с часто используемыми данными (например, Периодическая таблица химических элементов, таблица умножения) и условные правила (известное «правило буравчика»). А также константы — некие постоянные значения, которые были давно посчитаны и используются как связующие коэффициенты в различных уравнениях. Речь пойдёт о таких числах в физике, разберёмся, в каких уравнениях они используются и на самом ли деле с ними проще.
Эта статья была опубликована в журнале OYLA №7(23). Оформить подписку на печатную и онлайн-версию можно здесь.
Механика — самый старый раздел физики, именно с законов классической механики умы древности начали свой путь в познании мира. Галилео Галилей, один из основоположников классической механики, задавался вопросами природы движения — начиная от движения планет и заканчивая перекатыванием каменных шаров по склону. Галилей наблюдал за телами, желая познать, что есть «движимая сила». Итальянский учёный опытным путём, наблюдая за падением тел известной массы и размеров, понял, что есть некое общее для всех значение ускорения. Проведя ряд одинаковых экспериментов, Галилей эмпирически (то есть, не используя математический аппарат, а основываясь лишь на опытных данных) рассчитал значение константы — 9,8 м/с2, название которой сейчас — ускорение свободного падения.
Немного позже Ньютон создал математическое описание этой константы, выведенного из его знаменитого закона всемирного тяготения. Справедливости ради стоит сказать, что Галилей не сильно просчитался.
Продолжая говорить о механике, нельзя не посвятить абзац сэру Исааку Ньютону. В отличии от практика Галилея, Ньютон вдобавок создавал математические модели наблюдаемых объектов (что, собственно, и стало основным алгоритмом любого научного исследования — наблюдение, эксперимент, теория). Это и не удивительно, среди современников Ньютон считался одним из сильнейших математиков. Эти навыки ему также помогли в вычислении константы элементарного гравитационного взаимодействия, или просто — гравитационная постоянная G.
Отдыхая в саду, Ньютон почувствовал боль от приземления яблока на его макушку. Поняв, что боль возникает от какой-то силы, Ньютон предположил, что эта сила возникает из-за притяжения. В данном случае взаимодействие «земля-яблоко». Красивая легенда, опять не совсем правдивая. Ньютон на самом деле долго работал над законом всемирного тяготения, потому считать роковое яблоко отправной точкой не совсем корректно.
Сформулировав закон, Ньютон заметил, что есть некая константа пропорциональности, связывающее силу, возникающую между двумя телами, и массами самих тел. Так была введена гравитационная постоянная.
Гравитационная постоянная численно равна силе, с которой притягиваются две частицы с массой 1 кг и которые находятся на расстоянии 1 м друг от друга.
Но численное значение Ньютон тогда не рассчитал — просто потому, что в те времена не была известна масса Земли. Это было сделано позднее, в XIX веке.
Как видно, значение крайне малое. Потому между телами с относительно малыми массами сила притяжения настолько мала, что ею можно пренебречь. Однако на уровне космических объектов, ввиду их массивности, гравитация начинает играть важнейшую, если не основную, роль в каждом взаимодействии.
1. Первый закон Ньютона
Ускорение объекта по окружности
3. Третий закон Кеплера
Следующий раздел науки, на который мы остановим свой взор — теория электромагнетизма. XIX век — золотая эпоха развития промышленности, рождение индустриального общества и массового производства. И всё благодаря электричеству. Изучение физической природы электричества началось ещё в античной Греции, однако предположение о существовании малейшей элементарной частицы электричества было выдвинуто Бенджамином Франклином. Наблюдая за природой естественных источников электричества — молниями, Франклин выдвинул гипотезу о том, что каждый наблюдаемый в опыте электрический заряд всегда кратен элементарному. Примерно век спустя Фарадей, изучая ток в электролитах, сделал предположение, что есть связь между количеством ионов, осевших на электродах и количеством движущихся в среде электронов. Константа Фарадея, соединяющая физические и химические свойства электричества, позволяла качественно рассчитать элементарный заряд. Однако, как показали дальнейшие измерения, погрешность у данного метода очень высока.
Намного позже, в 1910 году, Роберт Милликен и Харви Флетчер провели весьма тонкий эксперимент по наблюдению заряженных капель масла в равномерном электрическом поле. Они опытным путём измеряли значение напряжения, при котором капельки будут левитировать либо двигаться равномерно вниз под действием силы тяжести. Используя нехитрые математические выкладки, было обнаружено: полученные значения оказались кратными одной и той же величине. Таким образом была показана дискретная природа элементарного электрического заряда, что подтвердило гипотезу Франклина, выдвинутую около двух веков назад.
Главное свойство элементарного заряда — он не может быть уничтожен. Тому подтверждение закон сохранения заряда, который утверждает, что в ограниченной системе количество зарядов остается постоянным. Даже если заряд по каким-то причинам исчез (аннигилировал), то с абсолютной уверенностью можно сказать, что где-то в в системе он возник вновь.
Носителями элементарного заряда являются электроны (отрицательный заряд), протоны (положительный заряд), позитроны (античастица с положительным зарядом) и антипротон (античастица с отрицательным зарядом).
Учёные в скором времени поняли, что все объекты состоят из меньших, фундаментальных частиц, которые скрыты от человеческого глаза. Первым разделом физики, затронувшим этот вопрос, может считаться термодинамика. Она рассматривает объекты как совокупность частиц (не обязательно атомов), которые, согласуясь, обмениваются энергией со средой, другими телами или друг с другом. Мостом между микро- и макромиром является уравнение связи энергии частицы (характеристика микромира) и температуры (характеристика макромира), главную роль в которой играет константа k.
Проложив этот «мостик», Людвиг Больцман позволил учёным заглянуть глубже, в структуру материи, понять законы мельчайших частиц. Его подвиг вдохновил последующих исследователей продолжать изучать микромир, что после вылилось в квантовую теорию, считающуюся сегодня основной теорией физики.
Постоянная Планка в квантовой физике связывает величину кванта энергии излучения с его частотой (или длиной волны).
В конце XIX века в научном мире наступил застой. Физика к тому времени казалась полностью изученной наукой (что само по себе не поддавалось осмыслению). Учёные из других сфер науки даже подшучивали над физиками, мол, без работы остались, пора менять квалификацию. На тот период осталось только несколько «маленьких несущественных задач чисто косметического характера», и одна из них — связать энергию излучения с частотой (что и делает, как написано выше, постоянная Планка). Ну что ж, давайте разбираться.
Макса Планка, тогда ещё малоизвестного, но амбициозного физика-теоретика Берлинского университета, местные промышленники попросили найти оптимальный способ при минимальных затратах энергии получать от лампочки максимальную светимость. Планк загорелся этой идеей и немедленно приступил к работе. Он поставил задачу — вывести закон, описывающий зависимость спектра энергии свечения от температуры. То есть построить такую формулу, график, который будет показывать, как меняется «яркость» лампочки от её температуры.
Из школьного курса физики нам известно, что температура связана с энергией, та в свою очередь — с частотой и длиной волны. Это свидетельствует о том, что одно можно вывести из другого. К моменту начала работы Планка существовали закон Вина (для коротких волн) и закон Рэлея-Джинса (для длинных волн). Единой теории светимости не было. Всё потому, что в то время учёные предполагали, что энергия — характеристика непрерывная. То есть лампочка испускает энергию (свет, тепло) непрерывной однородной «волной». Согласно закону, выведенному Планком после выполнения заказа промышленников, энергия выделяется только дискретными порциями, квантами, охватывает весь спектр. Это и стало началом квантовой теории.
Это лишь часть от списка всех констант физической науки. Однако, прочитав данную статью, вы наверняка заинтересуетесь, что же есть ещё и поймёте, что за скучными длинными цифрами и буквами скрыта целая история, открытие, вызов учёного, брошенный природе в попытках постичь Вселенную. И перестанете наконец округлять ускорение свободного падения до 10.