Оглавление  1 2 3 4 5 — — — 270 
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
Встречающиеся в природе вещества бесконечно разнооб­разны. Сравнивая, например песок, воду, мел, серу, можно сразу же убедиться, что это совершенно различные вещества, даже внешне не похожие друг на друга.
Каждое вещество характеризуется определенными свойствами. Возьмем, например, кусок серы. Исследуя его, прежде всего отмечаем, что это вещество светло-желтого цвета, хрупкое, имеет кристаллическое строение, нерастворимо в воде. Далее, определяя удельный вес серы, находим его равным 2,07. Под­вергая серу нагреванию, устанавливаем, что она плавится при 112,8°, и т. д. Все эти характерные особенности серы являются ее физическими свойствами.
Величины, количественно выражающие физические свойства вещества, — удельный вес, температуру плавления, раствори­мость и др., имеющие при определенных условиях постоянные значения, называются физическими константами (от латинского слова constans — постоянный).

Для установления свойств вещества необходимо иметь его возможно более чистым, так как даже незначительные примеси могут изменить числовые значения констант изучаемого вещества. Только чистое вещество, обладает определенными, постоян­ными свойствами.

Вещества в чистом виде в природе встречаются очень редко. В большинстве случаев природные вещества представляют собой смеси, состоящие иногда из очень большого числа различных ве­ществ. Так, например, природная вода всегда содержит неболь­шое количество минеральных солей. Когда одно из веществ содержится в смеси в преобладающем количестве, то вся смесь носит его название. При этом иногда указывается, какие примеси и в каком количестве содержатся в основном веществе. Если ко­личество примесей настолько ничтожно, что они не могут слу­жить помехой при исследовании или применении данного веще­ства, то такое вещество называют «химически чистым».
Абсолютно чистые вещества не известны. Условно говорят о «химически чистой» соляной кислоте или о «химически чистой» азотной кислоте, понимая под этим раствор, в котором не содер­жится ничего, кроме кислоты и воды. В отличие от «химически чистых» кислот «технические» кислоты содержат, кроме воды, различные примеси.
Чистое вещество всегда однородно, смеси же могут быть одно­родными или неоднородными.
Однородными условно называют смеси двух или нескольких веществ, в которых ни непосредственно, ни при помощи микро­скопа нельзя обнаружить частиц этих веществ вследствие ни­чтожно малой их величины. Такими смесями являются смеси газов, многие жидкости, некоторые сплавы и др.
Примерами неоднородных смесей могут служить различные горные породы, почва, мутная вода, пыльный воздух и т. д.
Не всегда неоднородность смеси сразу заметна, в некоторых случаях ее можно обнаружить только при помощи микроскопа. Например, кровь с первого взгляда представляется совершенно однородной красной жидкостью, но при рассматривании ее в ми­кроскоп видно, что она состоит из бесцветной жидкости, в кото­рой плавают красные небелые тельца.
Молоко тоже является неоднородной смесью, так как содер­жит капельки жира, взвешенные в бесцветной жидкости (рис. 1).
Повседневно мы можем наблюдать, что вещества подвер­гаются различным изменениям: вода, пролитая на пол, «высы­хает», превращаясь в невидимый пар; железный предмет во влажном воздухе покрывается ржавчиной; дрова в печи сгорают, оставляя лишь небольшую кучку пепла; опавшие листья деревьев постепенно истлевают, превращаясь в темную массу перегноя, и т.д.
Капля молока под микроскопом

Рис. 1. Вид капли молока под микроскопом

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 образу­ются 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.

Химические изменения всегда сопровождаются изменениями физическими. Поэтому химия теснейшим образом связана с фи­зикой. Очень тесно связана химия и с биологией, поскольку вся­кий жизненный процесс сопровождается непрерывными хими­ческими превращениями веществ в организме, непрерывным обменом веществ между организмом и окружающей его средой. Однако, хотя химические явления и связаны с физическими, так же как биологические связаны с химическими и физическими, химия не может быть сведена к физике, а биология к физике и химии, так как каждая форма движения материи имеет свои особенности.

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 искусственное 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.

Теория, являясь широким обобщением опыта, значительно об­легчает изучение явлений, позволяет понять их глубже и пра­вильней. В то же время она дает направление и указания для постановки новых опытов, имея, таким образом, не только по­знавательное, но и методологическое значение. Теория позво­ляет вести исследования не вслепую, а планомерно, руковод­ствуясь определенной точкой зрения, опираясь на уже устано­вленные закономерности.

Особенно важными теоретическими обобщениями в химии, обеспечившими успехи этой науки, являются: атомно-молекулярное учение, теория химического строения, периодический закон и периодическая система химических элементов.

1 2 3
Вы читаете, статья на тему Вещества и их изменения