17.8.2016

1

Puhtaat aineet ja seokset Määritelmä: Puhdas aine sisältää vain yhtä alkuainetta tai yhdistettä. Esimerkiksi rautatanko sisältää vain 𝐹𝑒-atomeita ja ruokasuola vain 𝑁𝑎𝐶𝑙-ioniyhdistettä ja typpikaasu vain 𝑁2-molekyylejä. Puhtaalle aineelle voidaan kirjoittaa yksiselitteinen kemiallinen kaava.

Vain harva aine on täysin puhdasta. Usein ne ovat sekoittuneet eli muodostaneet seoksen, joka voi olla

- sekakoosteinen eli heterogeeninen seos tai - tasakoosteinen eli homogeeninen aine.

Heterogeenisessa seoksessa voidaan erottaa aineiden välillä yksi tai useampia raja-pintoja. Homogeeniset aineet luokitellaan vielä joko puhtaiksi aineiksi tai homogeenisiksi seoksiksi, joita kutsutaan usein liuoksiksi. Tällaisia liuoksia ovat mm. ilma (kaasu), bensiini (neste) ja pronssi (kiinteä).

KEMIAA KAIKKIALLA, KE1

Sekakoosteisissa seoksissa koos-tumus ja ominaisuudet eivät ole samanlaisia kauttaaltaan. Kivessä seoksen puhtaat aineet voidaan todeta silmällä, mutta veressä tai maidossa vasta mik-roskoopin kautta.

17.8.2016

2

Tasakoosteisia aineita: - ilma (pääosin typpi- ja happimo-

lekyylejä, myös hiilidioksidia jne) Ilma tosin ei ole hyvä esimerkki!

- Limu (vesi-, sokeri- ja värimole-kyylejä/ioneita)

- Sormus (metallilejeerinki eli me-talliseos)

Tasakoosteisissa aineissa koostu-mus ja ominaisuudet ovat kaut-taaltaan samanlaisia. Suurin osa tunnetuista puhtaista aineista ovat kemiallisia yhdisteitä.

AINE rauta, veri, pitsa, ilma, vesi

Heterogeeninen seos veri, pitsa

Homogeeninen aine rauta, vesi, ilma

Puhdas aine rauta, vesi

Homogeeninen seos, liuos ilma

Alkuaine rauta

Kemiallinen yhdiste vesi

Onko aine tasakoosteinen?

KYLLÄ EI

Voidaanko aineen rakenneosat erottaa fysikaalisin menetelmin?

KYLLÄ EI

Voidaanko aine hajottaa muiksi aineiksi kemiallisella muutoksella?

KYLLÄ EI

17.8.2016

3

Määritelmä, dispersio ja kolloidi (kolloidinen seos): Dispersio tarkoittaa kahden toisiinsa liukenemattoman aineen seosta, jossa yhtä ainetta on pieniksi osasiksi jakaantuneena toisessa aineessa, dispersioväliaineessa. Aineet ovat sekoittuneet toisiinsa tasaisesti.

Mikäli seoksen yhden komponentin (eli seoksen osasen) hiukkaskoko on hyvin pieni, alle 0,1 mm, niin seosta kutsutaan kolloidiseksi seok-seksi lyhyesti kolloidiksi.

Huomautus Edellä mainitunlaiset seokset ovat siis heterogeenisia, vaikka näyttävät homogeenisilta. Silmä ei erota tällaisia faasirajoja. Määritelmä, faasi: Fysikaalisesti ja kemiallisesti yhtenäisiä aineen olomuotoalueita, joita erottaa toisistaan selkeä rajapinta, kutsutaan faaseiksi.

Esimerkki Kaksi nestefaasia ja yksi kiinteä faasi.

17.8.2016

4

Esimerkki Erilaisia kolloideja.

17.8.2016

5

Palataan vielä puhtaisiin aineisiin.

Määritelmiä, alkuaine, hila, kiteinen aine ja amorfinen aine: Alkuaine koostuu sellaisista atomeista, joiden ytimissä on sama määrä protoneja. (Neutroneja saa olla erimäärä isotoopit)

Hilaksi sanotaan järjestelmää, jossa kiinteän aineen rakenneosat ovat pakkautuneet säännöllisesti.

Kiteinen aine on aine, jonka rakenneosat ovat järjestäytyneet tiettyyn kolmiulotteiseen asemaan toistensa suhteen. Kiteisellä aineella on tark-ka sulamis- ja kiehumispiste.

Amorfinen aine on kiinteältä näyttävä aine, jolla ei ole tarkkaa kidera-kennetta eikä sulamispistettä, joten se pehmenee vähitellen lämmitet-täessä.

Kiteinen piidioksidi SiO2 (kvartsi)

Amorfinen SiO2 (lasi)

17.8.2016

6

Alkuaineiden luokittelua: metallit, epämetallit ja puolimetallit

Määritelmä, allotropia: Allotropiaksi sanotaan ilmiötä, jossa samalla alkuaineella esiintyy sa-massa olomuodossa erilaisia rakennemuotoja. Esimerkki a) Hapella O2 ja otsoni O3 b) Hiilellä timantti, grafiitti, fullereenit, grafiinit c) Fosforilla punainen ja valkoinen fosfori d) Rikillä rengasrakenteet ja catena-rikki

happi otsoni

17.8.2016

7

grafiitti timantti BC8

fullereeni nanoputki grafiini