INLEDNING

Allt du ser omkring dig har sina egna unika egenskaper. Det kan vara färg, transparens, densitet, lukt, hårdhet, formbarhet eller brännbarhet. Genom att studera ett ämnes egenskaper kan man samla mycket information om det. Kemister försöker förstå varför ämnen i naturen har så olika egenskaper.

Materia

Alla föremål har massa, vilket är ett mått på hur mycket materia det innehåller.  Massan säger dock inget alls om storleken på föremålet. För att förstå massa måste vi använda begreppet densitet, vilket är massan dividerat med volymen. Enheten blir då kg/m3 (som i tabellen till höger) men ofta används g/cm3 (hur skulle tabellen till höger se ut med denna enhet?), vilket är mer praktiskt i många tillämpningar. Du känner redan till att bly har hög densitet – en liten blybit väger därför mycket – och att gaser har låg densitet. 

Blandningar

En blandning består av två eller flera olika ämnen och har därför alla de egenskaper som de ingående ämnena har. Blandningar kan ofta lätt separeras.

Rena ämnen

Rena ämnen har en specifik kemisk sammansättning och därmed bestämda egen-skaper. Rena ämnen kan vara antingen grundämnen eller kemiska föreningar.

Aggregationstillstånd

Det finns tre huvudsakliga aggregationstillstånd – fast, flytande och gas. De olika tillstånden skiljer sig genom hur hårt de ingående atomerna eller molekylerna är bundna till varandra.  Temperaturen är den viktigaste faktorn som avgör aggregationstillståndet, men även trycket inverkar. Vatten kokar till exempel redan vid 75° vid det låga trycket uppe på Mount Everest. Det finns även ett fjärde, ovanligt, aggregationstillstånd som heter plasma. Detta kan beskrivas som gas med elektroner som rör sig fritt från kärnan.

Fast

Det fasta tillståndet har den mest ordnade strukturen. Varje atom eller molekyl är bunden till sina grannar, vilket ger en bestämd form och volym. Ett fast ämne har oftast en  kristallin uppbyggnad, vilket innebär att atomerna eller molekylerna är ordnade i ett regelbundet mönster. Vissa ämnen, till exempel glas, saknar denna ordning, utan där har molekylerna en helt slumpartad struktur liknande de i en vätska. Detta kallas  amorf  struktur.

Flytande

Vätskor har fortfarande en ordnad struktur, men en del bindningar mellan atomer eller molekyler har släppt. Detta gör att vätskor har en bestämd volym men formen avgörs av behållaren.  En vätskas viskositet  
anger hur lätt den rinner. Hos trögflytande vätskor (hög viskositet) hindras molekylerna mycket av varndra. Hos lättflytande vätskor (låg viskositet) rör de sig med litet motstånd.

Gas

Hos gaser har alla starka bindningar mellan atomerna eller molekylerna släppt. De kan därför röra sig helt fritt i alla riktingar oberoende av varandra. När ett ämne övergår i gasform får det därför en mycket större volym. Gasen har ingen bestämd form och volymen varierar stort med trycket – en stor mängd gas kan pressas ihop i en behållare, till exempel ett bildäck. gasen volym påverkas också av temperaturen – tänk varmluftsballong.

Fasövergångar

Ämnen kan övergå från ett aggregationstillstånd till ett annat. Det är ämnets
struktur samt tryck och temperatur som avgör hur detta sker. Alla ämnen har ett normaltillstånd, som definieras som det tillstånd ämnet har vid normalt lufttryck (101,3 kPa) och 25°C.

Eftersom energi varken kan skapas eller förstöras, bara övergå från en form till en annan, är energin konstant i ett slutet system. När vi kokar vatten måste vi tillföra energi, men denna energi får vi tillbaka när vattenångan kondenseras till vatten igen.

Diskussionen ovan gäller för rena ämnen. Blandningar innehåller ämnen med olika egenskaper och vid tryck- och temperatur-ändringar reagerar dessa ämnen enligt sina egna egenskaper, inte gemensamt. Du har säkert sett att man kan göra en sås tjockare genom att koka bort en del vatten. Detta fungerar eftersom vatten har en lägre kokpunkt än andra beståndsdelar i såsen. Du har nog också ätit glass med chockladbitar i. När du börjar äta har allt fast form, men snart börjar glassen (frusen grädde) att smälta men chokladen behåller sin fasta form längre. Grädde smälter vid cirka 0°C, medan choklad smälter vid cirka 35°C.