Wydrukuj Zapisz jako PDF Dodaj do ulubionych Udostępnij materiał

Zimą do spryskiwaczy i chłodnic samochodowych wlewa się specjalne płyny, które zamarzają w temperaturze poniżej –20°C, a nawet –37°C. Do szlifowania i polerowania kamieni szlachetnych, a także do cięcia szkła używa się diamentu, który jest jednym z najtwardszych materiałów. Jak widać, zastosowania substancji są związane z ich cechami charakterystycznymi, takimi jak np. temperatura krzepnięcia lub twardość. Zastanów się, jakie inne właściwości mają substancje nas otaczające i w jaki sposób można je wykorzystywać.

Już wiesz
  • czym zajmuje się chemia;

  • jakie zasady bezpieczeństwa obowiązują w szkolnej pracowni chemicznej;

  • których naczyń i jakiego sprzętu należy użyć do wykonania określonej czynności laboratoryjnej;

  • jak należy postępować z substancjami i preparatami oznaczonymi piktogramami ostrzegawczymi.

Nauczysz się
  • definiować pojęcie substancja;

  • określać, które cechy substancji są zaliczane do właściwości fizycznych, a które – do właściwości chemicznych;

  • planować metody badania właściwości fizycznych i chemicznych substancji;

  • badać i opisywać właściwości wybranych substancji.

iHwBAn9MIH_d5e254

1. Czy słowo substancja ma zawsze takie samo znaczenie?

W języku potocznym substancjami nazywamy otaczające nas elementy przyrody, np. wodę, powietrze, drewno do palenia w kominku, a także używane w kuchni przyprawy. Jednak nie jest to określenie poprawne pod względem chemicznym.
SubstancjasubstancjaSubstancja to rodzaj materii o stałym składzie chemicznym, wykazującej zespół określonych właściwości, dzięki którym możemy ją rozpoznać.

Substancjami są np: cukier, sól kamienna, żelazo, tlen, czysta woda, czyli tzw. woda destylowana (w przeciwieństwie do wody morskiej czy też z kranu).

Właściwości materiałów a ich zastosowanie
Doświadczenie 1
Problem badawczy

Czy zastosowanie różnych przedmiotów związane jest z właściwościami materiałów, z których są wykonane?

Hipoteza

Wybierz jedną z przedstawionych hipotez, a następnie zweryfikuj ją.

Zastosowanie przedmiotów jest związane z właściwościami materiałów, z których są wykonane.
Zastosowanie przedmiotów nie jest związane z właściwościami materiałów, z których zostały one wykonane.

Co będzie potrzebne
  • nóż drewniany (do smarowania),

  • nóż plastikowy,

  • metalowy nóż kuchenny,

  • deska do krojenia,

  • jabłko.

Instrukcja
  1. Połóż jabłko na desce.

  2. Spróbuj przekroić je kolejno nożami wykonanymi z różnych materiałów (drewna, plastiku i metalu).

Podsumowanie

Obserwacje

Najłatwiej jabłko kroi się nożem metalowym, a najtrudniej – drewnianym.
Wniosek

Każda substancja, z której wytworzono określony przedmiot, ma inne właściwości. Dlatego do przekrojenia jabłka najlepiej użyć noża metalowego, a nie plastikowego czy drewnianego. Dobre do krojenia, ostre noże produkuje się m.in. z dobrej jakości twardego metalu lub jego stopu. Sztućce jednorazowego użytku wytwarza się z taniego plastiku, zaś noże, które świetnie nadają się do smarowania pieczywa, wykonuje się z drewna.

Użyteczność przedmiotów jest związana z właściwościami materiałów, z których są wykonane.
Elementy konstrukcyjne wytwarza się z materiałów o dużej wytrzymałości. Garnki wykonuje się z tworzyw, które dobrze przewodzą ciepło, zaś rączki – z izolatorów chroniących przed oparzeniem. Dobre i złe przewodnictwo ciepła to właściwości materii, które wpływają na jej zastosowanie. Niektóre cechy można zmierzyć, inne – tylko opisać. Pomiarów dokonuje się w tych samych warunkach (w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem normalnym), co umożliwia porównanie ich wyników.

Polecenie 1
  1. Przypomnij sobie z lekcji przyrody, z czego zbudowany jest otaczający nas świat.

  2. Spójrz na ilustracje przykładowych wyrobów (waty cukrowej, szpilki krawieckiej, solnego żyrandola, srebrnej monety, miedzianej rynny) i określ, z jakich substancji zostały wytworzone.

iHwBAn9MIH_d5e362

2. Jakie właściwości nazywamy fizycznymi?

Wszystkie substancje mają określone właściwości. Możemy je badać zmysłami (np. zobaczyć, usłyszeć, powąchać) lub za pomocą specjalnych przyrządów, co pozwala odróżnić daną substancję od innej.
Właściwości substancji możemy podzielić na:

  • jakościowe – te, których nie można wyrazić w liczbach (np. smak, zapach);

  • ilościowe – te, które można mierzyć i opisać za pomocą liczb (np. gęstość, temperatura wrzenia, temperatura topnienia).

Jakie znasz stany skupienia?

Polecenie 2
  • Przypomnij z lekcji przyrody wiadomości o stanach skupienia wody.

  • Rozejrzyj się wokół siebie i dokonaj podziału przedmiotów, biorąc pod uwagę ich stan skupienia.

Substancje mogą występować (w określonej temperaturze i przy odpowiednim ciśnieniu) w jednym z trzech podstawowych stanów skupienia:

  • stałym,

  • ciekłym,

  • gazowym.

R7m0eb2pWlEd01
Źródło: Krzysztof Jaworski, Małgorzata Bartoszewicz, Agnieszka Kamińska-Ostęp, licencja: CC BY 3.0.

Substancje mogą zmieniać stan skupienia w określonej temperaturze. Przyjrzyjmy się temu zjawisku na przykładzie wody.
Lód topi się, czyli przechodzi ze stanu stałego w ciekły w temperaturze 0°C. Mówimy, że jest to temperatura topnienia (krzepnięcia) wody.
Woda wrze, czyli przechodzi ze stanu ciekłego w gazowy, w temperaturze 100°C – mówimy, że jest to temperatura wrzenia wody.
Wszystkie te zmiany można odwrócić, wystarczy ogrzać lub oziębić wodę.
Niekiedy substancja stała przekształca się bezpośrednio w gaz z pominięciem stanu ciekłego (sublimacja) i odwrotnie – gaz może bezpośrednio przejść w stan stały, bez skraplania i krzepnięcia (resublimacja).

Czwarty stan skupienia
Definicja uwzględniająca tylko trzy stany skupienia uległa zmianie, kiedy to w 1928 r. Irving Langmuir (czyt. erwing lanmire) wprowadził pojęcie plazma.

Na Ziemi plazma występuje rzadko, można ją zaobserwować podczas wyładowań atmosferycznych, np. podczas burzy lub w zorzy polarnej. Natomiast we Wszechświecie plazma jest najczęściej występującym stanem materii. Są z niej zbudowane niektóre gwiazdy, np. Słońce. Techniczne zastosowanie plazmy jest szerokie, najbardziej znane produkty, w których wykorzystuje się plazmę, to telewizory z ekranem plazmowym (PDP – od ang. plasma display panel), świetlówki oraz neonówki.

Ciekawostka

Piąty stan skupiena

W latach 20. XX wieku fizycy Satyendra Bose (czyt. satiendra bos) i Albert Einstein (czyt. ensztain) przewidzieli istnienie piątego stanu skupienia materii – kondensatu Bosego‑Einsteina (nazwa pochodzi od ich nazwisk). Za prace nad stworzeniem takiego kondensatu oraz podstaw wiedzy na ten temat Nagrodę Nobla w 2001 roku w dziedzinie fizyki otrzymali Eric Cornell (czyt. erik kornel), Carl Wieman (czyt. karl łiman) (USA), Wolfgang Ketterle (czyt. keterle) (Niemcy). Kondensat Bosego‑Einsteina powstaje przez chłodzenie rozrzedzonego gazu atomów do bardzo niskiej temperatury. Badania nad kondensatem mogą przyczynić się m.in. do stworzenia komputerów o dużej mocy obliczeniowej i małych rozmiarach, bardzo precyzyjnych miniaturowych zegarów atomowych, a także mogą wpłynąc na rozwój nanotechnologii.

Ciekawostka

Zero absolutne
W drugiej połowie XIX w. fizycy odkryli, że temperatura jest przejawem chaotycznego ruchu cząstek, z których składa się materia. W substancjach stałych cząstki drgają, w cieczach – przemieszczają się swobodnie we wszystkich kierunkach, zderzając się ze sobą niczym kule bilardowe, a w gazach – poruszają się swobodnie we wszystkich kierunkach.
Zero absolutne, bezwzględne (0 kelvinów równe co do wartości –273,15°C) to taka temperatura, w której cząstki nieruchomieją, przestają się przemieszczać, drgać i obracać, mają najniższą możliwą energię.

R1VFH1kPFuUyN1
Aplikacja interaktywna umożliwiająca porównanie ze sobą skal temperaturowych Celsjusza i Kelwina. Na ekranie znajdują się obok siebie dwa termometry, z których lewy, wyskalowany w stopniach Celsjusza naniesione ma temperatury od -273 do 100 stopni, a prawy, wyskalowany w Kelwinach naniesione ma temperatury od 0 do 400 kelwinów. Na obu tych skalach wyróżniono czerwonymi przerywanymi kreskami temperatury zera bezwzględnego oraz zamarzania i wrzenia wody. Po prawej stronie znajduje się interaktywny suwak umożliwiający podnoszenie i obniżanie temperatury na obydwu skalach.
Skale Celsjusza i Kelvina
iHwBAn9MIH_d5e536
Ciało stałe czy ciecz?
Doświadczenie 2
Problem badawczy

Czy badana materia w tych samych warunkach może zachowywać się jednocześnie jak ciecz i substancja stała (mieć właściwości cieczy i substancji stałej)?

Hipoteza

Wybierz jedną z przedstawionych hipotez, a następnie zweryfikuj ją.

Badana materia w tych samych warunkach nie może mieć właściwości cieczy i substancji stałej.
Badana materia w tych samych warunkach może mieć właściwości cieczy i substancji stałej.

Co będzie potrzebne
  • krystalizator lub głęboki talerz,

  • szklanka,

  • skrobia ziemniaczana (mąka ziemniaczana),

  • woda.

Instrukcja
  1. Do krystalizatora (lub głębokiego talerza) wsyp ok. ½ szklanki mąki ziemniaczanej. Dodaj ¼ szklanki wody.

  2. Następnie, cały czas mieszając, stopniowo dolewaj wodę aż do momentu uzyskania cieczy o konsystencji bardzo gęstego płynu.

  3. Zbadaj zachowanie powstałej masy poprzez:

    1. zanurzenie ręki (szybko, wolno),

    2. uderzenie pięścią,

    3. nabranie niewielkiej ilości masy w dłonie i uformowanie kuli,

    4. wrzucenie uformowanej wcześniej kuli do miski z masą,

    5. potrząśnięcie zawartością krystalizatora (talerza).

Podsumowanie

Otrzymana w wyniku doświadczenia masa zachowuje się albo jak ciecz (substancja płynna), albo jak substancja stała – w zależności od siły, z jaką na nią działamy. Badana materia w tych samych warunkach może mieć właściwości zarówno cieczy, jak i substancji stałej. To tzw. ciecz nienewtonowska (płyn nienewtonowski).

R6xAy7VsWh9XV1
Animacja prezentująca zmianę stanu skupienia i zależności między ułożeniem cząsteczek wody i mąki ziemniaczanej.

Właściwości fizycznewłaściwości fizyczne substancjiWłaściwości fizyczne – cechy charakterystyczne substancji:

  • stan skupienia;

  • barwa;

  • rodzaj powierzchni: błyszcząca, matowa, chropowata, porowata;

  • twardość;

  • zmiana kształtu ciała pod wpływem sił:

    • kruchość (odkształcenie trwałe z rozpadem na mniejsze kawałki);

    • sprężystość (zmiana kształtu pod wpływem niewielkiej siły i powrót do pierwotnego kształtu);

    • kowalność (odkształcenie trwałe metali, ale bez rozpadu na mniejsze kawałki);

  • rozpuszczalność w wodzie i innych rozpuszczalnikach (ciekłych, stałych i gazowych);

  • przewodnictwo ciepła;

  • przewodnictwo prądu elektrycznego;

  • właściwości magnetyczne;

  • temperatura wrzenia;

  • temperatura topnienia;

  • gęstość.

R15807qaHqf5R1
Źródło: Krzysztof Jaworski, Małgorzata Bartoszewicz, Agnieszka Kamińska-Ostęp, licencja: CC BY 3.0.
RTpBiahvCOmOu1
Źródło: Krzysztof Jaworski, Małgorzata Bartoszewicz, Agnieszka Kamińska-Ostęp, OpenClips (http://pixabay.com), licencja: CC BY 3.0.
iHwBAn9MIH_d5e677
Polecenie 3

Znajdź podobieństwa i różnice we właściwościach fizycznych 3 dowolnych substancji: porównaj ich barwy, stan skupienia, rozpuszczalność w wodzie. Zaplanuj doświadczenie, przeprowadź je, a obserwacje i wnioski zanotuj w zeszycie.

Badanie właściwości fizycznych wybranych substancji1
Doświadczenie 3
Problem badawczy

W jaki sposób można zidentyfikować właściwości fizyczne substancji i ich mieszanin?

Hipoteza

Właściwości fizyczne substancji i ich mieszanin można zidentyfikować za pomocą zmysłów, np. wzroku.

Co będzie potrzebne
  • sól kamienna,

  • cukier,

  • mąka,

  • kawałek kredy,

  • woda,

  • miedziany drut,

  • żelazna szpilka krawiecka,

  • 7 szalek Petriego,

  • 7 zlewek,

  • bagietka.

Instrukcja
  1. Na 5 szalkach Petriego umieść kolejno po łyżeczce: soli kamiennej, cukru, mąki, rozdrobnionej kredy, wody. Na 6. szalce połóż kawałek miedzianego drutu, a na 7. – żelazną szpilkę krawiecką.

  2. Określ stan skupienia oraz barwę badanych substancji.

  3. Do zlewek wlej wodę do połowy ich objętości, dodaj badane substancje z szalek Petriego i zamieszaj bagietką. Określ rozpuszczalność substancji w wodzie.

Podsumowanie

Obserwacje potrzebne do doświadczenia przedstaw w formie tabeli.

Tabela do doświadczenia

Substancja

Stan skupienia

Barwa

Rozpuszczalność w wodzie

Wydrukuj i wypełnij formularz.

R5LQumXmxehNE1
załącznik z dokumentem do pobrania
Źródło: Małgorzata Bartoszewicz, Agnieszka Kamińska-Ostęp, licencja: CC BY 3.0.
RYzKUBrluV0Zc1
Film rozpoczyna ujęcie laborantki sprawdzającej zapach próbek trzech różnych substancji na szalkach Petriego. Robi to prawidłowo, czyli bez przykładania nosa do próbek, lecz przez wachlowanie ręką od naczynia w kierunku swojej twarzy. Następuje zmiana ujęcia na zbliżenie wszystkich czterech próbek: soli kamiennej, siarki i żelaza. Pojawia się napis Rozpuszczalność badanych substancji w wodzie. Laborantka demonstrująca zagadnienie dodaje do trzech zlewek z wodą kolejno sól kamienną, żelazo i siarkę, mieszając za każdym razem bagietką. Pojawia się napis Próba twardości różnych substancji. Następują ujęcia uderzeń młotka rozbijającego kawałki soli kamiennej i siarki. Uderzenia młotkiem w żelazną płytkę nie dają żadnych widocznych efektów. Pojawia się napis Badanie właściwości magnetycznych substancji. Następuje ujęcie zbliżania magnesu najpierw do żelaza, następnie do soli, a na koniec do siarki. Tylko żelazo zostaje przyciągnięte. Pojawia się napis Badanie przewodnictwa elektrycznego. Do próbek soli, siarki i żelaza przyłożone zostają końcówki przyrządu pomiarowego ustawionego na badanie oporu. Tylko przy żelazie następuje reakcja - wyświetlacz wskazuje opór bliski zerowemu, a więc pełne przewodnictwo prądu. Pojawia się napis Podsumowanie, a następnie krótkie migawki z wcześniej przeprowadzanych prób.
R1Prd4w0GBAxD1
Film rozpoczyna ujęcie czterech zlewek z przezroczystymi płynami, z których jeden ma żółtawy kolor. Zgodnie z podpisami płyny te to, licząc od lewej, woda, olej, gliceryna i ocet. Demonstrator dolewa po niewielkiej ilości trzech ostatnich substancji do zlewek z wodą i miesza. Ocet rozpuszcza się w wodzie natychmiast, natomiast gliceryna rozpuszcza się zaraz po wymieszaniu. Olej mimo mieszania nie rozpuszcza się w wodzie, lecz tworzy warstwę na jej powierzchni.
Ciekawostka

Na początku XVIII w. pochodzący z Gdańska holenderski inżynier Daniel Fahrenheit, wzorując się na duńskim astronomie Olem Romerze, wynalazł termometr rtęciowy. Ole Romer (czyt. ule roma) za temperaturę wrzenia wody przyjął 60 stopni, zgodnie z systemem sześćdziesiątkowym, w którym liczą się także czas i kąty (podział na sekundy i minuty). Według tej skali woda zamarza w 7,5 stopnia, a temperatura ciała ludzkiego wynosi 22,5 stopnia.
Daniel Fahrenheit (czyt. farenhait), który nie lubił ułamków, najpierw pomnożył stopnie Romera przez cztery, a potem jeszcze nieco zmienił, żeby różnica między zerem a temperaturą ludzkiego ciała była równa 64 stopniom. Umożliwiło mu to podzielenie jednego odcinka wielokrotnie na pół (64 to 26) i zrobienie podziałki w swoich termometrach. Tak oto temperatura zamarzania wody w skali Fahrenheita ma wartość 32, a wrzenia – 212 stopni. Amerykanie używają tej skali do dziś. Europejczycy korzystają ze skali szwedzkiego astronoma i fizyka Andersa Celsiusa(czyt. andesz celsios), w której 0 stopni to temperatura topnienia lodu, a 100 stopni – temperatura wrzenia wody.

R1BKLbhxhPd2k1
Skale Celsjusza i Fahrenheita
iHwBAn9MIH_d5e800

3. Jakie właściwości nazywamy chemicznymi?

Polecenie 4

Obejrzyj fotografie. Obie drabiny przez kilka miesięcy były narażone na działanie podobnych warunków atmosferycznych.
Zastanów się, jakimi właściwościami różnią się substancje, z których wykonano obie drabiny.

RRKF6D8bwC8oz1
Źródło: epodreczniki.pl, licencja: CC BY 3.0.

Właściwościami chemicznymiwłaściwości chemiczne substancjiWłaściwościami chemicznymi nazywamy te cechy substancji, które można określić na podstawie jej zachowania wobec innych substancji. Są to np.:

  • zapach,

  • smak,

  • palność,

  • reaktywność (zdolność do reagowania z określonymi substancjami lub jej brak, uleganie rozkładowi na substancje prostsze pod wpływem określonych czynników).

RfH60vjTpZbbb1
Źródło: Krzysztof Jaworski, Małgorzata Bartoszewicz, Agnieszka Kamińska-Ostęp, licencja: CC BY 3.0.
Badanie palności. Pokaz nauczycielski1
Doświadczenie 4
Problem badawczy

Czy substancje ulegają spalaniu w ten sam sposób?

Hipoteza

Wybierz jedną z przedstawionych hipotez, a następnie zweryfikuj ją.

Badane substancje spalają się w ten sam sposób.
Badane substancje mogą różnić się palnością.

Co będzie potrzebne
  • magnez,

  • miedź,

  • palnik,

  • szczypce metalowe,

  • okulary ochronne.

Instrukcja
  1. Metalowymi szczypcami chwyć niewielki kawałek wstążki magnezowej i umieść go w płomieniu palnika. Obserwuj zachodzące zmiany.

  2. Metalowymi szczypcami chwyć niewielki kawałek miedzianego drutu i umieść go w płomieniu palnika. Obserwuj zachodzące zmiany.

    RjfON0EeH9MLh1
    Źródło: Søren Wedel Nielsen (https://commons.wikimedia.org), licencja: CC BY-SA 3.0.

Podsumowanie

Obserwacje: magnez szybko spala się oślepiającym białym płomieniem. Natomiast długo ogrzewana miedź pokrywa się nalotem o czarnej barwie.
Wnioski: badane substancje różnią się pod względem palności.

RNkoAVYCBdiCN1
Zbliżenie na dwie kolby stożkowe zamknięte korkami. Podpis pod lewą: tlen. Podpis pod prawą: tlenek węgla(IV). Laborantka przeprowadzająca demonstrację otwiera po kolei na moment kolby, przeprowadzając próbę zapachową, po czym zamyka je z powrotem. Pojawia się plansza z napisem Badanie palności. Kolba z tlenem ponownie zostaje otwarta, a do jej wnętrza wprowadzane zostaje żarzące się łuczywko, które natychmiast rozpala się jasnym płomieniem. Po przełożeniu do kolby z dwutlenkiem węgla, łuczywko gaśnie. Nagranie zostaje spauzowane, a ekranie pojawia się napis Wnioski.
R10GRGxAsHoTl1
Widoczny schemat opisujący etapy eksperymentu. Zbliżenie na pole Określenie problemu badawczego. Przejazd kamery na Stawianie hipotezy. Przejazd na Wybór metody badawczej. Ujęcie stołu laboratoryjnego o zawartości (odczynniki i sprzęt) zgodnej z czytanym komentarzem: na szalkach Petriego znajdują się miedź, żelazo, cukier, sól kuchenna, mąka; w kolbie zebrany i zakorkowany chlor. Oprócz tego woda w czterech zlewkach, łyżka bagietka, młotek i szczypce. Ujęcie fragmentu schematu Przeprowadzenie doświadczenia. Przebieg doświadczenia: określanie kolejnych właściwości substancji (miedzi, żelaza, soli kamiennej, cukru, mąki, wody, chloru): stanu skupienia, barwy (zbliżenie na substancję), twardości (uderzanie młotkiem) oraz innych cech charakterystycznych, rozpuszczalności w wodzie poprzez wsypywanie substancji do zlewki i mieszanie bagietką. Następnie ujęcie tabeli z zebranymi właściwościami badanych substancji. Na koniec ujęcie planszy Wynik potwierdza hipotezę.
Polecenie 5

Znajdź podobieństwa i różnice właściwości chemicznych 3 dowolnych substancji: pod nadzorem nauczyciela porównaj ich smak i zapach. Zaplanuj doświadczenie, przeprowadź je, a obserwacje i wnioski zanotuj w zeszycie.

iHwBAn9MIH_d5e922
Badanie zapachu jako właściwości chemicznych wybranych substancji1
Doświadczenie 5
Problem badawczy

W jaki sposób możemy określić właściwości chemiczne substancji i ich mieszanin?

Hipoteza

Właściwości chemiczne substancji i ich mieszanin można określić za pomocą zmysłów, np. powonienia.

Co będzie potrzebne
  • woda,

  • 10‑procentowy kwas octowy (ocet),

  • aceton (zmywacz do paznokci zawierający aceton),

  • 3 zlewki,

  • sól kamienna,

  • karmel,

  • 2 szalki Petriego.

Instrukcja
  1. Do pierwszej zlewki wlej niewielką ilość wody, do drugiej – trochę octu, do trzeciej – zmywacz do paznokci.

  2. Ostrożnie zbadaj zapach (wachlując dłonią, skieruj pary substancji w stronę nosa).

  3. Na pierwszej szalce umieść sól kamienną, na drugiej – karmel. Zbadaj ich zapach.

Podsumowanie

Obserwacje

Woda i sól kamienna są bezwonne. Ocet i zmywacz do paznokci mają odmienne, charakterystyczne ostre zapachy, które pozwalają odróżnić jedną substancję od drugiej. Karmel ma specyficzny zapach.
Wniosek

Badane substancje różnią się zapachem.
Właściwości chemiczne substancji i ich mieszanin można określić za pomocą zmysłów, np. powonienia.

Badanie smaku (artykułów spożywczych) jako właściwości chemicznej1
Doświadczenie 6

Ze względu na bezpieczeństwo w pracowni chemicznej smak wybranych substancji badamy wyłącznie na wyraźne polecenie nauczyciela.

Problem badawczy

W jaki sposób możemy zidentyfikować właściwości chemiczne substancji i ich mieszanin?

Hipoteza

Właściwości chemiczne substancji i ich mieszanin można określić za pomocą zmysłów, np. smaku.

Co będzie potrzebne
  • sól kamienna,

  • cukier,

  • woda,

  • talerz,

  • kubek jednorazowy,

  • łyżeczka jednorazowa.

Instrukcja
  1. Na talerz wsyp niewielką ilość soli kamiennej i cukru. Na czubku łyżeczki umieść niewielką ilość soli i zbadaj jej smak.

  2. W ten sam sposób określ smak cukru.

  3. Do kubka nalej wodę i zbadaj jej smak.

Podsumowanie

Obserwacje

Sól kamienna jest słona, cukier – słodki, a woda nie ma smaku.
Wniosek

Badane substancje różnią się smakiem.
Właściwości chemiczne substancji i ich mieszanin można zidentyfikować za pomocą zmysłów, np. smaku.

iHwBAn9MIH_d5e1082

Podsumowanie

  • Świat składa się z różnych substancji, które mają stały skład i określone właściwości.

  • Każda substancja ma swoje właściwości fizyczne, np. stan skupienia, barwę, rozpuszczalność w wodzie, oraz chemiczne, np. smak, zapach, palność.

  • Substancje można zidentyfikować na podstawie ich właściwości.

  • Zastosowania substancji wynikają z ich charakterystycznych właściwości, zarówno fizycznych, jak i chemicznych (np. cukier jest słodki, dlatego używamy go do słodzenia, dwutlenek węgla nie podtrzymuje palenia, więc jest stosowany jako środek gaśniczy w niektórych rodzajach gaśnic).

Praca domowa
Polecenie 6.1

Odszukaj w tablicach chemicznych wartości gęstości, temperatury topnienia i wrzenia złota, platyny oraz srebra, a następnie porównaj je ze sobą, zestawiając dane w tabeli.

Polecenie 6.2

Opisz właściwości czterech substancji z życia codziennego. Uwzględnij ich stan skupienia, barwę, rozpuszczalność w wodzie oraz zapach. Zestaw dane w tabeli.

Polecenie 6.3

Przedstaw w formie infografiki właściwości substancji z podziałem na właściwości fizyczne i chemiczne.

iHwBAn9MIH_d5e1146

Słowniczek

kowalność
kowalność

właściwość charakteryzująca substancje stałe, np. metale, które pod wpływem kucia ulegają odkształceniu, tworząc cienkie blaszki, a nawet folie

kruchość
kruchość

właściwość substancji stałych lub materiałów, które pod wpływem uderzenia rozpadają się na małe kawałki

rozpuszczalność
rozpuszczalność

to liczba gramów substancji stałych, ciekłych i gazowych, które można rozpuścić w 100 gramach wody w danej temperaturze

substancja
substancja

rodzaj jednorodnej materii (o stałym składzie chemicznym) o określonych właściwościach (cechach charakterystycznych, np. stan skupienia, w danych warunkach, barwa, twardość, palność), np. woda, żelazo, miedź, glin

temperatura topnienia
temperatura topnienia

temperatura, w której substancja zmienia stan skupienia ze stałego na ciekły (topi się); temperatura topnienia zależy od ciśnienia w otoczeniu

temperatura wrzenia
temperatura wrzenia

temperatura, w której substancja zmienia stan skupienia z ciekłego na gazowy (wrze); im niższe jest ciśnienie atmosferyczne, tym niższa jest temperatura wrzenia cieczy

właściwości chemiczne substancji
właściwości chemiczne substancji

cechy substancji, które można określić na podstawie jej zachowania wobec innych substancji; do właściwości chemicznych zaliczamy m.in.: palność, reaktywność, zapach, smak

właściwości fizyczne substancji
właściwości fizyczne substancji

charakterystyczne cechy danej substancji, takie jak: stan skupienia, barwa, rozpuszczalność (rozpuszczanie to zjawisko fizyczne), przewodnictwo elektryczne, przewodnictwo cieplne, temperatury wrzenia i topnienia, twardość, kruchość, kowalność, połysk, gęstość, właściwości magnetyczne

iHwBAn9MIH_d5e1335

Zadania

Ćwiczenie 1
R198zzXo6HWn41
zadanie interaktywne
Źródło: Małgorzta Bartoszewicz, Agnieszka Kamińska-Ostęp, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 2.1
RFK0zlC7ojmC11
Aplikacja interaktywna do wykonania zadania. Lewą połowę okna zajmuje schemat przebiegu zmian stanów skupienia materii. Składa się on z trzech kół wypełnionych zielonymi kulkami połączonych parami strzałek o przeciwnych zwrotach. Koła i strzałki tworzą trójkąt równoboczny. Koło w lewym dolnym rogu wypełnione jest dużą liczbą kulek i opatrzone etykietką Ciało stałe. Koło w prawym dolnym rogu ma mniejszą liczbę kulek, a koło u góry ma ich tylko kilka. Koła te nie mają etykietek. Przy każdej z sześciu strzałek ułożonych w trzy pary znajdują się pomarańczowe kwadraty będące miejscami na etykietki. Po prawej stronie okna aplikacji znajdują się etykietki do umieszczenia na schemacie. Licząc od góry są to: sublimacja, ciecz, gaz, parowanie, skraplanie, krzepnięcie, topnienie, resublimacja. Zadanie polega na przeciąganiu etykietek w przeznaczone dla nich miejsca. Wynik operacji można zweryfikować klikając przycisk Sprawdź w prawym dolnym rogu.
Źródło: Tomorrow sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 3.1
R14p5Ta55xOgS1
Aplikacja interaktywna do wykonania zadania. Centralną część okna zajmują trzy okręgi reprezentujące trzy stany skupienia materii. Licząc od lewej jest to stan stały, ciekły i gazowy. Pod okręgami znajdują się prostokąty symbolizujące substancje. Licząc od lewej są to dwutlenek węgla, rtęć, woda, sól kamienna, cukier, tlen, złoto, ocet i hel. Zadanie polega na przeciągnięciu ikon substancji do okręgów symbolizujących ich stan skupienia w warunkach normalnych. Rozmieszczenie wszystkich elementów powoduje wyświetlenie komentarza związanego z poprawnością wykonania zadania.
Źródło: Tomorrow sp.z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Przyjrzyj się fotografiom 1–4 i na ich podstawie określ w tabeli po jednej właściwości charakterystycznej dla każdej z substancji. Pamiętaj, że w każdym wierszu można zaznaczyć tylko jedną odpowiedź.

Ćwiczenie 4.1
R2Im2Zr1veWgZ1
zadanie interaktywne
Źródło: Małgorzta Bartoszewicz, Agnieszka Kamińska-Ostęp, licencja: CC BY 3.0.

Uczniowie w grupach mieli zbadać właściwości wybranych substancji. Informacje z kart pracy zestawiono w tabeli. Która z grup określiła wyłącznie właściwości fizyczne?

Tabela do zadania

Grupa I

Gaz, bezbarwny, bezwonny; ma gęstość najmniejszą spośród wszystkich gazów; podczas jego spalania powstaje woda.

Grupa II

Ciało stałe, kruche; rozpuszczalne w wodzie; o gęstości 1,587 g/cm³ i temperaturze topnienia 184°C.

Grupa III

Ciało stałe, bezwonne; barwy żółtej; nie przewodzi prądu elektrycznego; w reakcji ze srebrem tworzy substancję stałą o czarnej barwie.

Grupa IV

Substancja stała, barwy czarnej; pod wpływem jej ogrzewania wydziela się m.in. woda.

Ćwiczenie 5.1
R1MVw2FWLBhbq1
zadanie interaktywne
Źródło: Małgorzta Bartoszewicz, Agnieszka Kamińska-Ostęp, licencja: CC BY 3.0.

Uczniowie w grupach badali przewodnictwo elektryczne wybranych substancji. Informacje zapisali w kartach pracy w postaci tabeli.

Tabela do zadania

Substancja

Obserwacje

siarka

żarówka nie świeci się

cukier

żarówka nie świeci się

mąka

żarówka nie świeci się

sól

żarówka nie świeci się

miedź

żarówka świeci się

żelazo

żarówka świeci się

Spośród odpowiedzi wybierz te, które są wnioskami z doświadczenia sformułowanymi na podstawie danych z tabeli.

Ćwiczenie 6.1
R1cy53GG7ELw11
zadanie interaktywne
Źródło: Małgorzta Bartoszewicz, Agnieszka Kamińska-Ostęp, licencja: CC BY 3.0.