Физико-химические свойства вещества

Характеристики, позволяющие отличить одно вещество от другого, называются свойствами. Физическое является характеристикой материи, которая не связана с изменением его химического состава. Знакомые примеры включают плотность, цвет, твердость, точки плавления и кипения, а также электропроводность. Мы можем наблюдать некоторые физические свойства, такие как плотность и цвет, без изменения физического состояния наблюдаемой материи.

Другие, такие как температура плавления железа или температура замерзания воды, можно наблюдать только по мере того, как материя претерпевает физические изменения. Мы наблюдаем подобный процесс, когда воск тает, когда сахар растворяется в кофе и когда пар конденсируется в жидкую воду. Остальные примеры физических изменений включают намагничивание и размагничивание металлов (как это делается с обычными противоугонными бирками) и измельчение твердых частиц в порошки (которые иногда могут приводить к заметным изменениям цвета). В каждом из этих примеров происходит изменение физического состояния, формы или свойств вещества, но не меняется его химический состав.

Превращение одного типа материи в другой – это химическое свойство. Примеры включают воспламеняемость, токсичность, кислотность, реакционную способность и температуру сгорания. Железо, например, соединяется с кислородом в присутствии воды с образованием ржавчины; хром не окисляется. Нитроглицерин очень опасен, потому что легко взрывается; неон почти не представляет опасности, потому что он очень инертен.

Чтобы определить химическое свойство, требуется определить изменение. Химические изменения всегда создают один или несколько типов веществ. Образование ржавчины – это химическое изменение, потому что ржавчина – это другой тип вещества, чем железо, кислород и вода, присутствовавшие до ее образования. Взрыв нитроглицерина – это химическое изменение, потому что образующиеся газы представляют собой вещества, очень отличающиеся от исходного. Другие примеры включают реакции, которые проводятся в лаборатории (например, взаимодействие меди с азотной кислотой), все формы горения и приготовление, переваривание или гниение пищи.

Медь и азотная кислота претерпевают химические изменения с образованием нитрата меди и коричневого газообразного диоксида азота. Приготовление красного мяса вызывает ряд изменений, включая окисление железа в миоглобине, что приводит к знакомой перемене цвета с красного на коричневый. Банан становится коричневым – это химическое изменение, связанное с образованием новых, более темных веществ.

Хотя многие элементы сильно различаются по своим химическим и физическим свойствам, у некоторых элементов они схожие. Можно идентифицировать наборы элементов, которые демонстрируют общее поведение. Например, многие элементы хорошо проводят тепло и электричество, а другие нет. Эти данные можно использовать для сортировки элементов по трем классам: металлы, неметаллы и металлоиды.

Периодическая таблица показывает, как элементы могут быть сгруппированы по определенным схожим параметрам. Обратите внимание, что цвет фона указывает, является ли элемент металлом, металлоидом или неметаллом, тогда как цвет символа элемента указывает, является ли элемент твердым, жидким или газообразным.

Различие

Свойства материи делятся на две категории. Если оно зависит от количества присутствующего вещества, оно является обширным. Масса и объем являются примерами; например, галлон молока имеет большую массу и объем, чем чашка молока. Стоимость обширной собственности прямо пропорциональна количеству рассматриваемого вещества. Если свойство образца не зависит от количества присутствующего вещества, оно интенсивное. Температура – это пример интенсивного свойства. Если галлон и чашка молока имеют температуру 20 ° C (комнатная температура), при их объединении температура остается на уровне 20 ° C. Брызги горячего кулинарного масла на руку вызывают кратковременный небольшой дискомфорт, тогда как горшок с горячим маслом вызывает серьезные ожоги. И капля, и горшок с маслом имеют одинаковую температуру, но горшок явно содержит гораздо больше тепла.

Токсикология и свойства

Знание физико-химических свойств потенциальных альтернатив является требованием процесса оценки альтернатив по двум причинам. Во-первых, присущая веществу опасность, такая как его способность вмешиваться в нормальные биологические процессы, а также его физические опасности и судьба в окружающей среде (разложение, стойкость) определяются его внутренними физико-химическими свойствами и системой, с которой он взаимодействует. Для органических и неорганических химикатов они определяются молекулярной структурой, в то время как для материалов они определяются составом, размером, структурой и морфологией. Во-вторых, знания могут использоваться для исключения из рассмотрения веществ, которые могут представлять особую физическую или токсикологическую опасность.

Доступ к физико-химическим данным вещества имеет важное значение для выполнения идентификации опасности, оценки риска и составления паспортов безопасности.