VLASTNOSTI LÁTEK Autor: Mgr. Stanislava Bubíková
Datum (období) tvorby: 27. 3. 2012
Ročník: osmý
Vzdělávací oblast: Člověk a příroda / Chemie / Pozorování, pokus a bezpečnost práce
1 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Anotace: Žáci se seznámí s vlastnostmi látek. V rámci tohoto modulu žáci vyjmenují jednotlivá skupenství a uvedou jejich typické vlastnosti. Popíší přeměny jednotlivých skupenství. Uvedou rozdíl mezi krystalickou a amorfní látkou. Určí společné a rozdílné vlastnosti látek.
2 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Skupenství látek
plynné
pevné
tání tuhnutí
kapalné
Obr. č. 1: Ledovec [2] dostupné z: http://commo ns.wikimedia.o rg/wiki/File:Ice berg_1_1997_ 08_07.jpg
3 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Pevné skupenství • • • • •
částice látek jsou pevně vázány blízko u sebe kmitají ve svých rovnovážných polohách potenciální energie částic je větší než kinetická nestlačitelné silné přitažlivé síly amorfní a krystalické látky
Obr. č. 3: Včelí vosk [4] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bijenwas1591.JPG
Obr. č. 2: Rozdíl ve struktuře [3] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cr istal_ou_amorphe.svg
Obr. č. 4: Krystal aragonitu [5] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Argonitecrystal.jpg
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
4
krystalické látky • tvořeny krystaly • mají pravidelnou strukturu – krystalovou mřížku • mají přesnou teplotu tání • kuchyňská sůl, skalice modrá, led, křemen
amorfní látky • nemají pravidelnou strukturu (beztvaré) • nemají přesnou teplotu tání • náhodně uspořádané částice • vznikají rychlým ochlazením taveniny • sklo, asfalt, vosk Obr. č. 6: Sklo ve sklářské peci [7] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/ File:Murano_furnace_and_pipe_2.jpg
Obr. č. 5: Krystal křemene [6] dostupné z: http://commons.wikimedia.o rg/wiki/File:Quartz_oisan.jpg
5 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Krystalická struktura • částice (atomy, ionty nebo molekuly) látek jsou pevně vázány v krystalu • existuje celkem sedm krystalických soustav (trojklonná, jednoklonná, kosočtverečná, čtverečná, krychlová (prostorově centrovaná, plošně centrovaná), šesterečná, klencová) anion chlóru
kation sodíku
Obr. č. 7: Krystal NaCl (krychlová soustava) [8] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/ wiki/File:NaCl-Ionengitter.png
6 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Kapalné skupenství • • • • • •
částice látek blízko u sebe, pohybují se volně v celém objemu nejsou pevně vázány, ve svých polohách vykonávají kmitavý pohyb potenciální energie částic je větší než kinetická nestlačitelné vodorovná hladina slabší přitažlivé síly
Obr. č. 8: Narušení vodorovné hladiny vody [9] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/w iki/File:Stilles_Mineralwasser.jpg
7 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Plynné skupenství • • • •
částice látek daleko od sebe, pohybují se volně v celém objemu kinetická energie částic je větší než potenciální velmi slabé přitažlivé síly stlačitelné
Obr. č. 9: Částice plynu [10] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File :Kinetic_theory_of_gases.svg
Obr. č. 10: Atmosféra [11] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:D%C3%BCnya%2 7n%C4%B1n_atmosferi_-_Atmosphere_of_the_Earth.png
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
8
Vlastnosti látek zkoumané v chemii teplota varu
teplota tání
hustota
rozpustnost
tepelná vodivost
elektrická vodivost 9
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Teplota varu • teplota, při které se vyrovná tlak kapaliny s tlakem okolního plynu • kapalná látka přechází v plynné skupenství experiment vhodný pro kapaliny s teplotou varu do 100 °C zahříváme vodní lázeň do doby, kdy z volného konce kapiláry vychází souvislý proud bublin, poté zahřívání ukončíme jakmile kapilára nasaje kapalinu, odečteme teplotu varu název látky
teplota varu
methanol
64,7 °C
ethanol
78,3 °C
Obr. č. 11: Kádinka s teploměrem (upraveno) [12] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fadenkorrektur_Ther mometer4.svg
skleněná trubice zátka teploměr kapilára obrácená dnem vzhůru (dole otevřená) zkoumaná látka (teplota varu pod 100 °C)
proud bublin
voda v kádince (vodní lázeň)
Obr. č. 12: Zkumavka (upraveno) [13] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Reagenzglas.svg
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
10
Teplota tání • teplota, při které krystalická pevná látka přechází v kapalné skupenství, amorfní látky tají experiment vhodný pro pevné látky s teplotou tání do 100 °C zahříváme pevnou látku do doby, kdy se začne tavit, zahřívání ukončíme až je zcela tekutá zapíšeme teplotu počátku i konce tavení, určíme interval teploty tání název látky
teplota varu
thiosíran sodný
40 – 45 °C
naftalen
80 °C
parafín
42 – 65 °C
(amorfní látka)
teploměr
zkoumaná látka (teplota tání pod 100 °C)
voda v kádince (vodní lázeň)
Obr. č. 12: Zkumavka (upraveno) [13] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/ wiki/File:Reagenzglas.svg
Obr. č. 11: Kádinka s teploměrem (upraveno) [12] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/Fil e:Fadenkorrektur_Thermometer4.svg
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
11
Hustota kapalin se měří hustoměrem.
Hustota • veličina, která udává hmotnost objemové jednotky látky • jednotky: kg/m³ (kg.m-3) g/cm³ (g.cm-3) • převod: 1 g/cm³ = 1 000 kg/m³ • výpočet:
m ρ = V
ρ – hustota m – hmotnost V – objem
Hustota pevných chemických prvků: nejmenší: ρ(Li) = 0,534 g.cm-3 ; ρ(K) = 0,89 g.cm-3 největší: ρ(Ir) = 22,65 g.cm-3 ; ρ(Os) = 22,61 g.cm-3 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Obr. č. 13: Hustoměr [14] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/ File:Hydrometer%2Balkometer.jpg
12
Rozpustnost (v roztoku) = udává hmotnost látky rozpuštěné ve 100 g rozpouštědla při vzniku nasyceného roztoku (závisí na tlaku a teplotě) • zpravidla roste s teplotou (pevné látky) nebo klesá (plyny) • Rozpustnost závisí na polaritě látky a rozpouštědla: polární rozpouštědla (voda, etanol) nepolární rozpouštědla (organická ředidla)
• jsou v nich rozpustné polární látky (kyselina chlorovodíková) a iontové látky (sůl kamenná, cukr, skalice modrá) • jsou v nich rozpustné nepolární látky (naftalen)
13 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Tepelná vodivost = schopnost látky vést teplo • tepelná vodivost ovlivňuje subjektivní vnímání teploty těles při doteku (chladnější tělesa) předmět (kov, dlažba) se zdá chladnější a nevodivý předmět (dřevo, vlna) teplejší, i když mají stejnou teplotu
• tepelná vodivost je mírně závislá na teplotě u kovů s rostoucí teplotou klesá, u polovodičů naopak s teplotou roste
Kovová značka má stejnou teplotu jako stromy v pozadí, i když se zdá chladnější.
Obr. č. 14: Zimní krajina [15] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wander %C3%BCbergang_F%C3%BCrstenau.jpg
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
14
Elektrická vodivost (konduktance) = schopnost látky vést elektrický proud • vodič látka, která vede elektrický proud musí obsahovat volné elektrony (kovy, grafit) nebo ionty (roztoky a taveniny iontových solí)
• polovodič pevná látka (křemík, germanium, selen), její vodivost lze ovlivnit vnějšími podmínkami (teplota) nebo struktuře (příměsi jiných prvků)
• nevodič látka, která nevede elektrický proud (porcelán, sklo, plast, dřevo, papír, vzduch) neobsahuje volné částice s elektrickým nábojem Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Obr. č. 15: Elektrické vedení v Tokiu [16] dostupné z: http://commons.wikimedia.org/w iki/File:Power_Line_in_Tokyo.jpg
15
Zdroje 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.
BENEŠ, Pavel, Václav PUMPR a Jiří BANÝR. Základy chemie pro 2. stupeň základní školy, nižší ročníky víceletých gymnázií a střední školy. 3. vyd. Praha: Fortuna, 2000, 143 s. ISBN 80-716-8720-0 . Iceberg_1_1997_08_07.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-03-27]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Iceberg_1_1997_08_07.jpg Cristal_ou_amorphe.svg Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-03-27]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cristal_ou_amorphe.svg Bijenwas1591.JPG. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-03-27]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bijenwas1591.JPG Argonitecrystal.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-03-27]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Argonitecrystal.jpg Quartz_oisan.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-03-27]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Quartz_oisan.jpg Murano_furnace_and_pipe_2.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-03-27]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Murano_furnace_and_pipe_2.jpg NaCl-Ionengitter.png. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-03-27]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:NaCl-Ionengitter.png Stilles_Mineralwasser.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-03-27]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Stilles_Mineralwasser.jpg Kinetic_theory_of_gases.svg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-03-27]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Kinetic_theory_of_gases.svg D%C3%BCnya%27n%C4%B1n_atmosferi_-_Atmosphere_of_the_Earth.png. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-03-27]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:D%C3%BCnya%27n%C4%B1n_atmosferi_-_Atmosphere_of_the_Earth.png Fadenkorrektur_Thermometer4.svg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-03-27]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fadenkorrektur_Thermometer4.svg Reagenzglas.svg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-03-27]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Reagenzglas.svg Hydrometer%2Balkometer.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-03-27]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hydrometer%2Balkometer.jpg Wander%C3%BCbergang_F%C3%BCrstenau.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-03-27]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wander%C3%BCbergang_F%C3%BCrstenau.jpg Power_Line_in_Tokyo.jpg. Wikimedia Commons [online]. 2004 [cit. 2012-03-27]. Dostupné z: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Power_Line_in_Tokyo.jpg
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
16
