A környezetünket különböző anyagok építik fel, a fa, a műanyag, a fém az üveg mind mind anyag. Persze ismét egy filozofikus gondolathoz jutottunk. Mi is az anyag? Senki ne várja, hogy a következőkben pontos definíciót kap erre a kérdésre!
Az anyag fogalmának kialakulása
Az anyagok keletkezését, szerkezetét, átalakulásait magyarázó elméletek már az időszámítás előtti századokban léteztek. A korai görög természetfilozófusok anyagról alkotott fogalma lényegesen eltért a maitól. Az anyagot élőnek érzékelték, élőnek fogták fel, öntevékeny, önállóan cselekvő létezőnek. A különböző anyagokat egy vagy több úgy nevezett őselembol vezették le. Az őselemtan egyik legkidolgozottabb változata Arisztotelész (i.e. 384-322) nevéhez fűződik.
Arisztotelész szerint egyetlen ősanyag van, de bizonyos tulajdonságok meglétével ez alkotja az őselemeket (tűz, levegő, víz, föld). Mindig két tulajdonság jellemzi az őselemeket (hideg vagy meleg és nedves vagy száraz). A tűz például a meleg és száraz ősanyagból képződő őselem.
"Az elemi minőségek száma négy, melyek hatféle módon kapcsolódhatnak össze, ámbár az ellentétek vonakodnak összekapcsolódni: lehetetlen számukra ugyanabban a dologban egyszerre például melegnek és hidegnek lenniük. Így nyilvánvaló, hogy az elemi minőségek összekapcsolódásának is négy a száma: például meleggel a száraz; és a négy elem összekapcsolódása eredményezi az egyszerű testeket (tűz, levegő, föld, víz)."
Az anyagokkal kapcsolatos elméletek sokáig nem változtak jelentősen. A XVII. században azonban az anyag fogalma gyökeresen megváltozott. Általánossá vált a tökéletes, élettelen anyag fogalma. Robert Boyle (1627-1691) munkássága az anyagok összetételének megállapítása szempontjából igen jelentős volt, az analitikai kémia megalapítójának tekinthető. Kísérleteivel bizonyította, hogy az anyagok többsége összetett és megfelelő módszerekkel egyszerű testekre, elemekre bontható.
"Elemnek nevezem mindazokat az eredeti és egyszerű, semmi mást nem tartalmazó testeket, amelyek egyikét sem lehet a másikból előállítani, amelyekké az összetett testek bonthatók."
Boyle elmélete és megfogalmazása lényegében ma is helytálló. Eljutottunk tehát odáig, hogy a körülöttünk lévő anyagok két nagy csoportra oszthatók: egyszerű és összetett anyagokra.
Robert Boyle
Robert Boyle 2.
Robert BoyleAz egyszerű anyagok fizikai módszerekkel tovább nem bonthatók, ezért ezeket kémiailag tiszta anyagoknak is nevezzük. Az összetett anyagok két vagy több különböző, kémiailag tiszta anyagot tartalmaznak. Kémiailag nem tiszta anyagok, más néven keverékek.
7.1. Döntsd el a következő anyagokról, hogy kémiailag tiszták (egyszerű anyagok), vagy keverékek (összetett anyagok)!
víz tej levegő konyhasó kakaó tojásleves liszt jód kén tea
A keletkező anyag kémiailag tiszta vagy keverék?
Milyen kísérleti eszközöket használtál a kísérlethez? Készíts rajzot!
Hogyan tudnád szétválasztani a két anyagot?
Hogyan nevezzük ezt a műveletet?
Milyen kísérleti eszközöket használtál a szétválasztáshoz?
A konyhasó oldásakor keletkező keveréket oldatnak nevezzük. Az alkotók közül a víz az oldószer, míg a konyhasó az oldott anyag. Az oldáskor a konyhasó szinte "eltűnik", határfelületet nem képez, egyfázisú.
A jeges vízben a jég és a víz kémiailag ugyanaz az anyag, mégsem teljesen "egységes". A jeges víz két, egymástól jól elkülönülő határfelülettel rendelkezo anyagféleségbol áll, kétfázisú.
Láttuk, hogy a jeges víz kétfázisú. Kémiailag a víz és a jég nem tér el egymástól, a két fázist ugyanaz az anyag alkotja: azt mondjuk a jeges vizet egyetlen komponens (összetevő) építi fel.
7.4. Mit jelent a komponens kifejezés?
Hány komponensű a sóoldat?
7.5. Döntsük el az alábbi anyagokról hány komponensűek és hány fázisúak!
anyag komponens fázis anyag komponens fázis víz+étolaj jód víz+alkohol víz+homok víz+cukor cukor A megismert fogalmak tükrében az anyagok csoportosítását tovább fejleszthetjük. A kémiailag tiszta anyagok mindig egykomponensűek, de lehetnek egy- vagy többfázisúak. A keverékek mindig többkomponensűek, további osztályozásuk a határfelület láthatósága alapján történik. Ha a határfelület nem látható (pl. sóoldat) ún. homogén rendszerről, ha a határfelület látható (pl. vizes homok) ún. heterogén rendszerről beszélünk. A homogén rendszerekhez soroljuk az oldatokat és az elegyeket. Az elegy esetén nem dönthető el melyik az oldószer és melyik az oldott anyag pl. gázelegyek (levegő), több folyadék keveréke (víz-alkohol elegy).
Az anyag fogalmának mai meghatározása
Az anyag közönségesen az a szubsztancia, amiből a tárgyak állnak. Ez építi fel a megfigyelhető Világegyetemet. Az anyagnak térbeli kiterjedése és tömege van. Az anyag főleg atomokból, azok pedig elemi részecskékből épülnek fel.
egyszerű anyag, összetett anyag, kémiailag tiszta, keverék, oldat, oldószer, oldott anyag, komponens, fázis, homogén, heterogén, elegy
