45.1. Тест (Вещества и техните свойства)

Вещества и физични свойства

1. Определение за физични свойства: Свойства (цвят, мирис, вкус, твърдост, маса, обем, топлопроводност, температури на топене и кипене), които се наблюдават и измерват, без да се променя видът на веществото.
2. Плътност: Важно свойство, което показва кое вещество е по-тежко при еднакъв обем. Тела от вещества с по-голяма плътност от тази на водата потъват в нея.
3. Свойства на металите: Имат метален блясък, висока топлопроводност, голяма плътност, ковкост, твърдост и висока температура на топене (изключение: живакът е течен при стайна температура).

Вещества и смеси

1. Чисти вещества: Съдържат само един вид градивни частици (атоми или молекули), имат постоянен състав и постоянни физични свойства.
2. Смеси: Съдържат две или повече вещества (съставни части), чиито градивни частици не се променят, а свойствата на сместа зависят от съотношението им.
3. Примеси: Малки количества от други вещества, съдържащи се в дадено вещество.

Класификация на смесите

1. Според агрегатното състояние:
   1. Твърди смеси: Смесване на твърди тела (напр. цимент, пясък и сол); сплавите са смеси на разтопени твърди вещества с поне един метал (напр. месинг, стомана, чугун).
   2. Течни смеси: Могат да съдържат разтворени твърди вещества, други течности или газове (напр. пяната е смес от течност и газ).
   3. Газови смеси: Смеси от газове (въздух); газови смеси с фини частици от течности или твърди вещества се наричат аерозоли (мъгла, дим).
2. Според еднородността:
   1. Еднородни (хомогенни): Частиците са равномерно разпределени, свойствата са еднакви в целия обем и съставните части не се виждат с просто око (въздух, разтвори, сплави като инвар).
   2. Нееднородни (хетерогенни): Частиците са неравномерно разпределени, съдържат части с различен състав и свойства, които често се виждат с просто око (почва, гранит, дим, мъгла).

Методи за разделяне на смеси

1. На нееднородни смеси:
   1. С магнит: При разлика в магнитните свойства (напр. желязо и сяра).
   2. С делителна фуния: За несмесващи се течности с различна плътност (напр. вода и олио/нефт).
   3. Утаяване: Падане на по-тежките неразтворими твърди частици на дъното на течността с течение на времето.
   4. Пресяване и филтруване: Отделяне чрез сито или филтър (филтърна хартия), който задържа твърдия остатък и пропуска филтрата (течност или газ).
2. На еднородни смеси:
   1. Изпарение (кристализация): Изпаряване на разтворителя (течността), при което разтвореното твърдо вещество остава на дъното под формата на кристали (напр. добив на морска сол).
   2. Дестилация: Изпаряване на течност от смес и последващо охлаждане и кондензиране на парите (използва се за получаване на дестилирана вода или разделяне на течности с различна температура на кипене).

Въздух – свойства и състав

1. Основни свойства: Прозрачна, безцветна, еднородна газова смес без мирис; има маса, заема целия предоставен му обем, лесно се свива и разширява.
2. Състав на чистия сух въздух:
   1. Азот ($N_2$): Около 78% – не поддържа горенето и дишането, но не е отровен.
   2. Кислород ($O_2$): Около 21% – поддържа дишането и горенето.
   3. Други газове: Около 1% (главно аргон, въглероден диоксид и водна пара, чието количество определя влажността).
3. Атмосфера: Въздушната обвивка на Земята; въздухът е най-плътен близо до земната повърхност и се разрежда във височина.

Газове от жизнено значение

1. Кислород ($O_2$):
   1. Свойства: Газ без цвят, вкус и мирис; малко по-тежък от въздуха; слабо разтворим във вода; течният кислород кипи при -183 °C.
   2. Значение и употреба: Поддържа дишането на организмите и горивните процеси; използва се в медицината, металургията, авиацията, за рязане/заваряване и като ракетно гориво.
2. Въглероден диоксид ($CO_2$):
   1. Свойства: Газ без цвят и мирис; по-тежък от въздуха; не гори и не поддържа горенето и дишането; разтваря се във вода и помътнява бистрата варна вода.
   2. Значение: Отделя се при дишане и горене; необходим е за храненето (фотосинтезата) на растенията.
   3. Екологично влияние: Задържа топлината на Земята (парников ефект); прекомерното му натрупване от изгаряне на горива води до засилване на парниковия ефект и глобално затопляне.

Вода и водни разтвори

1. Физични свойства и разпространение: Среща се в три състояния (лед, течна вода, водни пари); без цвят, вкус и мирис в чист вид; прозрачна течност; топи се при 0 °C, кипи при 100 °C; добър разтворител.
2. Температурна аномалия на водата:
   1. При охлаждане от 4 °C до 0 °C водата се разширява (вместо да се свива).
   2. При 4 °C има най-малък обем и най-голяма плътност.
   3. Това кара повърхностния слой на водоемите да замръзва пръв, докато на дъното остава слой с температура 4 °C, което запазва живота на водните организми през зимата.
3. Водни разтвори:
   1. Същност: Еднородни смеси от разтворител (вода) и разтворено вещество.
   2. Природни води: Разтвори на газове и твърди вещества (соли); делят се на сладки (с ниско съдържание на соли – под 0,05 g на 100 g вода, използвани за пиене и напояване) и солени (морета и океани с високо съдържание на натриев хлорид и други соли).
4. Разтворимост на веществата:
   1. Видове разтвори: Ненаситен (в него може да се разтвори още вещество) и наситен (съдържа максималното възможно количество разтворено вещество при дадени условия).
   2. Групи вещества според разтворимостта: Разтворими (> 1 g на 100 g вода), малко разтворими (0,1 g до 1 g на 100 g вода) и практически неразтворими (< 0,1 g на 100 g вода).
   3. Влияние на състава: Увеличаването на количеството разтворено вещество повишава плътността на разтвора и понижава температурата му на замръзване.