Látky a ich vlastnosti Nezačaté

0. Kľúčové fakty

1. Látka — Látka je všetko, z čoho sa skladajú telesá okolo nás (napr. železo, voda, soľ, cukor). Každé teleso (lyžica, pohár, kameň) je vytvorené z nejakej látky alebo zo zmesi viacerých látok. Chémia skúma práve to, z akých látok sa veci skladajú a ako sa správajú.

2. Fyzikálne vlastnosti — Sú to vlastnosti, ktoré môžeme pozorovať alebo zmerať bez toho, aby sa látka zmenila na inú (napr. farba, skupenstvo, hustota, teplota topenia). Pomáhajú nám látky opísať, rozlíšiť a roztriediť. Napríklad podľa lesku a tvrdosti vieme rozoznať kov od dreva.

3. Skupenstvo látky — Látky sa vyskytujú v troch základných skupenstvách: pevnom, kvapalnom a plynnom. Pevné látky majú stály tvar aj objem, kvapaliny majú stály objem, ale prispôsobujú tvar nádobe, a plyny vyplnia celý priestor. Skupenstvo závisí od teploty — voda môže byť ľad, kvapalina aj vodná para.

4. Teplota topenia a teplota varu — Teplota topenia je teplota, pri ktorej sa pevná látka mení na kvapalinu, a teplota varu je teplota, pri ktorej kvapalina vrie a mení sa na plyn. Pre čistú vodu je teplota topenia 0 °C a teplota varu 100 °C. Tieto hodnoty sú pre každú čistú látku charakteristické, preto pomáhajú látku rozpoznať.

5. Hustota — Hustota udáva, koľko hmotnosti je v určitom objeme látky, a vypočíta sa ako podiel hmotnosti a objemu (ρ = m ÷ V). Jednotkou je kilogram na meter kubický (kg/m³) alebo gram na centimeter kubický (g/cm³). Vďaka hustote vieme vysvetliť, prečo drevo pláva na vode a kameň sa potopí.

6. Rozpustnosť — Rozpustnosť je schopnosť látky rozpustiť sa v inej látke, najčastejšie vo vode. Cukor a soľ sa vo vode dobre rozpúšťajú, kým piesok alebo olej nie. Rozpustnosť mnohých pevných látok sa zvyšuje s rastúcou teplotou — v horúcej vode sa cukor rozpustí rýchlejšie ako v studenej.

7. Vodivosť (elektrická a tepelná) — Niektoré látky dobre vedú elektrický prúd a teplo (najmä kovy ako meď a hliník), iné ich nevedú (drevo, plast, sklo). Látky, ktoré vedú prúd, voláme vodiče, a tie, ktoré nevedú, izolanty. Táto vlastnosť rozhoduje, na čo látku v praxi použijeme — meď na drôty, plast na ich obal.

8. Magnetické vlastnosti a lesk — Niektoré kovy, najmä železo, nikel a kobalt, priťahuje magnet — sú magnetické. Mnohé kovy majú aj typický kovový lesk. Tieto vlastnosti využívame na rýchle triedenie látok, napríklad pri oddeľovaní železného šrotu pomocou magnetu.

9. Tvrdosť a krehkosť — Tvrdosť hovorí, ako veľmi látka odoláva poškriabaniu — najtvrdší prírodný materiál je diamant. Krehkosť znamená, že sa látka pri údere ľahko rozbije (sklo, keramika), kým húževnaté látky sa skôr ohnú (kov). Podľa tvrdosti a pevnosti vyberáme materiály na nástroje a stavby.

10. Triedenie látok podľa vlastností — Keď poznáme fyzikálne vlastnosti, vieme látky usporiadať do skupín, napríklad na kovy a nekovy alebo na vodiče a izolanty. Rovnaká látka má vždy rovnaké vlastnosti, preto sa podľa nich dá spoľahlivo rozpoznať. Triedenie nám pomáha vybrať správnu látku pre konkrétne použitie v bežnom živote aj v technike.

11. Chuť, vôňa a farba — Farba, vôňa a chuť sú zmyslové fyzikálne vlastnosti, ktoré tiež pomáhajú látku opísať. V chemickom laboratóriu však nikdy neochutnávame ani priamo nečucháme neznáme látky, lebo môžu byť jedovaté alebo nebezpečné. Preto sa pri pozorovaní vždy riadime bezpečnostnými pravidlami.

1. Poučka

Každá látka má svoje fyzikálne vlastnosti, podľa ktorých ju vieme opísať a odlíšiť od iných látok. Medzi najdôležitejšie patria: skupenstvo, farba, lesk, vôňa (zápach), tvrdosť, hustota, teplota topenia a teplota varu, rozpustnosť vo vode, tepelná a elektrická vodivosť a magnetické vlastnosti. Fyzikálne vlastnosti môžeme pozorovať alebo zmerať bez toho, aby sme látku zmenili na inú látku.

2. Vysvetlenie

Predstav si, že máš pred sebou niekoľko látok a chceš ich opísať alebo roztriediť. Postupuješ takto: 1. Pozoruj zmyslami — aké má skupenstvo (pevné, kvapalné, plynné), akú farbu, lesk, či má vôňu. 2. Skúšaj jednoduchými pokusmi — či je tvrdá alebo mäkká, či sa rozpúšťa vo vode, či priťahuje magnet. 3. Meraj prístrojmi — hustotu, teplotu topenia, teplotu varu. 4. Porovnaj a roztrieď — látky s rovnakou vlastnosťou dáš do jednej skupiny (napr. všetky kovy vedú elektrický prúd).

Dôležité: fyzikálna vlastnosť opisuje látku takú, aká je — pri jej zisťovaní vznikne stále tá istá látka (ľad sa roztopí na vodu, ale stále je to voda).

3. Príklady a prečo je to dôležité

Príklad 1 — rozpoznanie kovu magnetom: Máš tri rovnako vyzerajúce sivé kocky: zo železa, z hliníka a zo zinku. Ako rýchlo nájdeš železnú?
Magnet priťahuje železo, nikel a kobalt. Hliník a zinok magnet nepriťahuje.
Priložíme magnet ku každej kocke a sledujeme, ktorá sa prichytí.
Výsledok → železnú kocku priťahuje magnet, ostatné nie

Príklad 2 — vodiče a nevodiče: Roztrieď podľa elektrickej vodivosti: oceľová lyžica, drevená varecha, medený drôt, gumená rukavica.
Elektrický prúd dobre vedú kovy (oceľ je zliatina železa, meď je kov).
Drevo a guma prúd nevedú, sú to izolanty.
Výsledok → vedú: oceľová lyžica, medený drôt; nevedú: drevená varecha, gumená rukavica

Príklad 3 — oddelenie soli a piesku: Zmes soli a piesku chceme rozdeliť. Ktoré vlastnosti využijeme a ako postupujeme?
Soľ sa vo vode rozpúšťa, piesok nie (rozpustnosť).
Zmes zalejeme vodou a zamiešame, soľ sa rozpustí.
Prefiltrujeme: piesok zostane na filtri, slaná voda pretečie.
Slanú vodu odparíme, soľ zostane na miske.
Výsledok → piesok zachytí filter, soľ zostane po odparení vody

Príklad 4 — skupenstvo podľa teploty: Voda sa topí pri 0 °C a vrie pri 100 °C. Aké skupenstvo má voda pri −5 °C, pri 25 °C a pri 110 °C?
−5 °C je pod teplotou topenia, voda je tuhá (ľad).
25 °C je medzi 0 °C a 100 °C, voda je kvapalná.
110 °C je nad teplotou varu, voda je plynná (vodná para).
Výsledok → ľad, kvapalná voda, vodná para

Príklad 5 — výber materiálu (prax): Z čoho urobíme rúčku na hrniec, aby sme sa nepopálili: z kovu alebo z dreva?
Kovy dobre vedú teplo, rúčka z kovu by sa rýchlo zohriala.
Drevo (aj plast) vedie teplo zle, rúčka zostane chladnejšia.
Rozhoduje tepelná vodivosť → drevená rúčka, lebo drevo zle vedie teplo

Príklad 6 — hustota: Kocka má objem 10 cm³ a hmotnosť 27 g. Vypočítaj hustotu a urči, či je z hliníka (2,7 g/cm³) alebo zo železa (7,9 g/cm³).
ρ = m ÷ V
ρ = 27 ÷ 10 = 2,7 g/cm³
Hodnota sa zhoduje s hustotou hliníka.
Výsledok → 2,7 g/cm³, kocka je z hliníka

Prečo je to dôležité: Podľa fyzikálnych vlastností vieme vybrať správny materiál (ľahký hliník na lietadlo, vodivá meď na drôt), bezpečne zaobchádzať s látkami a oddeľovať zmesi. Vlastnosti nám pomáhajú látky rozpoznať a roztriediť.

Precvič si

1. Vymenuj tri fyzikálne vlastnosti medi.
2. Ktoré predmety priťahuje magnet: železný klinec, hliníková fólia, medený drôt?
3. Aké skupenstvo má voda pri 50 °C a pri −12 °C?
4. Ako oddelíš železné piliny od piesku?
5. Máš zmes cukru a piesku. Napíš postup, ako získaš čistý cukor aj piesok.
6. Kocka s hranou 2 cm má hmotnosť 21,6 g. Vypočítaj jej hustotu a urči, či je z hliníka (2,7 g/cm³) alebo zo železa (7,9 g/cm³).