Materie og blandinger

For kemikere er atomet den mest elementære byggesten i stof den mest elementære byggesten i stof. Det er ganske vist rigtigt, at atomet kan opdeles i endnu mere elementære byggesten, men det er på atomniveau, at de første karakteristiske “kemiske” egenskaber begynder at dukke op. Der findes mange forskellige typer af atomer, som du kan se i det periodiske system af grundstoffer, og de har hver især deres særlige kemiske egenskaber. Ud fra disse atomer kan man sammensætte molekyler. Molekyler er grupper af atomer, der holdes sammen af kræfter, der kaldes kemiske bindinger.

Materiens tilstande

Materien kan inddeles i tre forskellige tilstande:

• SOLID – har et bestemt volumen, en bestemt form og er stiv.

LIQUID – har et bestemt rumfang, men ingen bestemt form. GAS – har ikke noget bestemt rumfang, ingen bestemt form og kan let komprimeres til at fylde et mindre rumfang.

Blandinger

Et stof, der kun indeholder én type atom eller én type molekyle, er et rent stof. Det meste af det stof, der findes omkring os, består imidlertid af blandinger af rene stoffer. Luft, træ, sten og snavs er eksempler på sådanne blandinger. Blandinger kan yderligere klassificeres som homogene og heterogene.

Homogene blandinger

Homogene blandinger er ensartet blandet på atomart eller molekylært niveau. Disse typer af blandinger kaldes også for opløsninger. Nedenfor er der nogle få eksempler på homogene blandinger.

Luft er en homogen blanding (gasformig opløsning) af gasserne N2, O2, H2O og CO2. I modsætning hertil ville en beholder med hver gas for sig selv være et rent stof. Kun når de blandes på molekylært niveau, er de en homogen blanding (eller gasopløsning).

Brass er en homogen blanding (fast opløsning) af kobber og zink. Igen er hvert metal i sig selv et rent stof. Kun når de blandes på atomart niveau, er de en homogen blanding (eller fast opløsning).

Bær er en homogen blanding (flydende opløsning) af H2O, C2H5OH og nogle få andre stoffer. (Der findes ikke noget ølmolekyle. Det molekyle, der giver øl sin berusende egenskab, er ethanol.)

Heterogene blandinger

Heterogene blandinger er ikke ensartet blandet på atomart eller molekylært niveau. F.eks.

Salt og peber, chokoladekiks eller en Twix™-slikbar, …

er alle eksempler på heterogene blandinger, hvor stofferne ikke er blandet på molekylært niveau.

Alle blandinger, heterogene og homogene, kan adskilles til rene stoffer ved hjælp af fysiske metoder, f.eks. destillation eller kromatografi.

Fysisk ændring

Alle ændringer af stof, som ikke ændrer typen af atomer og molekyler i stoffet, kaldes en fysisk ændring. Vand, der koger, er et eksempel på en fysisk ændring. Når vand koger, skifter det fra en flydende tilstand til en gasformig tilstand. Kemikere ville repræsentere denne proces på følgende måde:

Her står (l) for væske og (g) for gas. Da der er tale om en fysisk ændring, ændres H2O-molekylet ikke.

Kemisk ændring

Molekyler kan derimod splittes eller kombineres sammen til andre typer af molekyler. Den proces, hvor et molekyle omdannes til et andet molekyle, kaldes en kemisk forandring.

For at hjælpe os med at forstå begrebet kemisk forandring skal vi undersøge, hvorfor glødepærer er lavet, som de er. En glødepære fungerer ved at lade elektrisk strøm passere gennem en wolframtråd inde i pæren. Wolframtråden er forseglet inde i en glaspære, da pæren meget hurtigt ville brænde ud, hvis man gjorde dette i luft. Dette skyldes, at wolframtråden gennemgår en kemisk reaktion med O2-gassen i luften og danner wolframoxid.

For at forhindre denne reaktion fjernes al ilt fra den luft, der er forseglet inde i pæren.

Hvis der trænger ilt ind i pæren, reagerer wolframtråden og bliver til wolframoxid, og den oxiderede tråd vil ikke længere let kunne overføre elektrisk strøm. Hvis du forsøger at lade elektrisk strøm passere gennem den oxiderede ledning, vil den hurtigt blive varm og gå i stykker. Det vil sige, at pæren brænder ud.