1.2. Füüsikalised ja keemilised omadused

Kõigil puhastel ainetel on oma kindlad omadused, millest tulenevalt saame aineid üksteisest eristada. Aine omadused määravad ära ka selle, mille jaoks me mõnda ainet kasutame. Ainete omadused saame liigitada keemilisteks ja füüsikalisteks.

Allikas: https://youtu.be/SWnH_5gK46Q

Keemilised omadused iseloomustavad aine reageerimisvõimet teiste ainetega. Siinkohal on üheks lihtsaks näiteks põlemine, olgu selleks siis küünla põlemine, kus parafiini reageerimisel õhus oleva hapnikuga moodustuvad süsihappegaas ja vesi, või puidu põlemine, kus tselluloos ja muu orgaaniline materjal põleb samuti süsihappegaasiks ja veeks.

Füüsikalised omadused on sellised omadused, mis ei ole seotud aine muundumisega teiseks aineks. Füüsikalistest  omadustest mitmeid on võimalik tuvastada meeleorganitega, kuid paljude iseloomustamiseks tuleb kasutada ka erinevaid uurimismeetodeid.

Ainete värvust ja lõhna saame tunnetada meeleorganitega, nii võimegi näiteks meresinise värvusega soola nägemisel arvata, et tegemist on mõne vaseühendiga, ja teravalt ärritavat lõhna tundes võime kahtlustada ammoniaaki – ainet, mille vesilahust teame nuuskpiiritusena ja millega võid kokku puutuda arstikabinetis.

Aine agregaatolek on samuti selline füüsikaline omadus, mida saame vaatluse teel tuvastada. Enamik aineid esineb kolmes olekus: tahkes, vedelas ja gaasilises. Tahkes aines on aine osakesed lähestikku ning nendevahelised sidemed on tugevad. Aineosakeste omavaheline liikumine on raskendatud. Sellest tulenevalt on tahketel ainetel kindel kuju. Vedelas aines ei ole aine osakesed omavahel enam niivõrd tugevalt seotud ja saavad üksteise suhtes ka liikuda. Seetõttu on vedelikud voolavad. Gaasiliste ainete puhul asuvad aine osakesed hõredalt ega ole omavahel üldse seotud. See annab gaasilisele ainele võimaluse levida ruumis.

Tahke, vedel ja gaasiline aine

Tingimuste muutumisel saavad ained üle minna ühest olekust teise. Näiteks sulamine on tahke aine üleminek vedelasse olekusse. Füüsikaline suurus, mis seda üleminekut kirjeldab, on sulamistemperatuur. Aurustumine on aine üleminek vedelast olekust gaasilisse ning seda üleminekut iseloomustav füüsikaline suurus on keemistemperatuur.

Kindlasti tead Sa vee sulamistemperatuuri (0 ^oC) ja keemistemperatuuri (100 ^oC). Aga näiteks kõige kõrgema sulamistemperatuuriga metall on volfram (3400 ^oC) ja kõige madalam sulamistemperatuur on sellisel metallil nagu elavhõbe (-39 ^oC).

Tahkeid aineid saab iseloomustada veel selliste füüsikaliste suurustega nagu kõvadus ja tugevus. Kõvadus näitab tahke aine vastupidavust kriimustamise või lõikamise suhtes. Igapäevaelus teame, et näiteks puitu on võimalik noaga lõigata, kuid klaasi lõikamine tavalise kööginoaga on juba praktiliselt võimatu. Seega saamegi öelda, et võrreldes terasega on klaas kõvem materjal, kuid võrreldes puiduga on teras kõvem materjal. Tugevus näitab tahke aine vastupidavust painutamisele, venitamisele või survele. Näiteks on metallid suhteliselt tugevad materjalid, seevastu klaas puruneb painutamisel kergesti ega ole kindlasti tugev.

Kindlasti tead Sa, et mõnedel ainetel on omadus juhtida hästi elektrit ning eelkõige on head elektrijuhid metallid, aga ka erinevate soolade ja paljude teiste ainete vesilahused. Ained, mis on võimelised hästi edasi kandma elektrit, on enamasti ka head soojusjuhid. Näiteks metallid on ka head soojusjuhid ning tänu sellele kasutatakse neid nii pottide-pannide kui ka radiaatorite valmistamiseks. Seevastu puitu kasutame majade ehituses, kuna puit on halb soojusjuht.

Viimaseks, aga väga oluliseks füüsikaliseks omaduseks on tihedus. Tihedus on füüsikaline suurus, mis väljendab ühikulise ruumalaga ainekoguse massi ehk ta iseloomustab aine massi kindla ruumala kohta ning sellest tulenevalt on tema valem: $\rho=\frac{m}{V}$, kus ρ on tihedus, m on mass ja V on ruumala.

Võiksid teada puhta vee tiheduse väärtust, milleks on $1\frac{g}{cm^{3}}=1\frac{kg}{dm^{3}}=1000\frac{kg}{m^{3}}$.

Järgnev video tutvustab Sulle tihedusega seotud arvutusülesandeid.

Allikas: https://youtu.be/NLFpowHVRDI

Keha või aine tiheduse määramiseks kasutatakse sukeldamismeetodit. Selle jaoks, et määrata keha tihedust, tuleb kõigepealt kaaluda see keha (m = 45 g)  ning seejärel sukeldada ta skaalaga ja veega täidetud anumasse. Vedelikunivoo muutusest saame selle keha ruumala (50 ml – 45 ml = 5 ml)  ning jagades keha massi ruumalaga ongi teada meile uuritava keha tihedus ($\rho=\frac{45 g}{5  ml}$ = 9 g/ml).

Sukeldamismeetod