Tela, materijali, supstance i njihova podela, heterogeni i homogeni sistemiSva tela koja se nalaze u prirodi kao takva, ili ih je sam ovek nainio, izgraena su od nekog materijala. Na primer, mesingana kvaka uglavnom predstavlja leguru bakra i cinka, ipka sumpora je od sumpora, kocka leda je od vode, olovna kugla je od olova, klupa je najee od drveta, seivo noa je od elika itd. Neki od navedenih materijala, na primer, bakar, cink, sumpor, voda i olovo, kada se nalaze kao isti, karakteriu se time to su homogeni, jer u svakom svom delu imaju iste osobine. Prema tome, supstanca je materijal koji ima stalan hemijski sastav i odreene fizike i hemijske osobine. Mnoga tela, kako prirodna tako i ona koja se na vetaki nain dobivaju, nisu izgraena samo od jedne supstance. Tako, na primer, granitna kocka sastoji se od tri supstance, tri minerala: kvarca, liskuna i feldspata. Zato granit nema iste osobine u svakom svom delu.Materijali koji se sastoje od delova sa razliitim osobinama nazivaju se heterogeni materijali. Oni predstavljaju smee dva ili vie homogenih materijala.Tela se sastoje od materijala bilo homogenih ili heterogenih.Materija, sutina svega to postoji u prirodi, manifestuje se u najraznolikijim vidovima i promenama koje moemo zapaziti naim ulima. Meutim, nas prvenstveno interesuju materijali od kojih su ta tela izgraena, a koji mogu mogu biti razliiti.Ako posmatramo golim okom ili mokroskopom ist sumpor, vodu ili kristal kuhinjske soli, uoiemo da se svaki od njih sastoji od delia koji imaju iste osobine. Prema tome, svaki od navedenih materijala potpuno je na isti nain izgraen u svakom delu (jednolik je, jednorodan je). Ovakve homogene materijale sa tano odreenim, stalnim hemijskim sastavom, kao to sam ve naglasio, nazivamo supstancama ili uopte homogenim sistemima[footnoteRef:1]. (U hemiji se pod sistemom podrazumeva ogranieni deo prostora u kome se nalazi jedna ili vie supstanci koje se ispituju tako da je spreen neeljeni uticaj na njega). [1: Rastvor je isto tako homogeni sitem (materijal) ali nema odreeni hemijski sastav. Na primer, u istoj masi vode moe biti rastvorena razliita masa eera (100g vode moe da rastvori 2, 8, 10g eera). Prema tome, svi tako dobiveni rastvori eera su homogeni, ali imaju razliit sastav, sadre razliite mase eera, to znai da rastvor ne predstavlja supstancu. Voda je najobilnija tenost u prirodi, a vodeni rastvori (vodene smee) predstavljaju najobilnije rastvore uopte. ]

ist sumpor, isto gvoe, ist kiseonik, ist eer, ista voda su primeri supstanci.Nasuprot homogenim sistemima, postoje znatno rasprostranjeniji heterogeni sistemi (heterogeni materijali) ili smee. Pomenuli smo granit kao primer. U svakom heterogenom sistemu nalazi se vie homogenih delova, koji su jedan od drugoga odvojeni, a zovu se faze[footnoteRef:2]. Prema tome, heterogeni sistemi su viefazni a homogeni su jednofazni. Granit predstavlja heterogeni trofazni sistem. Drvo i beton takoe predstavljaju heterogene materijale. Kada se mleko posmatra lii na homogeni materijal. Meutim pod mikroskopom se u njemu mogu zapaziti razliite suspendovane estice u vodi. Prema tome, mleko isto tako spada u heterogene materijale (heterogene smee). [2: Pod fazom podrazumevamo homogeni deo jednog sistema koji ima sve fizike i hemijske osobine jednake. Na primer, sistem od tene vode i jedne ili vie kocki leda sastoji se od dve faze.]

U prirodi ima mnogo vie heterogenih sistema-smea nego homogenih sistema-supstanci. Moe se rei da apsolutno homogena supstanca ne postoji, ali se za nae pojmove smatra da je homogena ona supstanca koja uma tako malo primesa da one vidno ne utiu na njene osobine.Heterogeni sistemi ili smee sastoje se od dve ili vie supstanci koje su zadrale svoj identitet i specifine osobine. Njihov sastav moe neogranieno da varira.Prema agragatnom stanju faza razlikujemo sledee vrste heterogenih sistema: sistem vrstih faza-vrsta smea, na primer granit; sistem vrste i tene faze, na primer: mulj, led i voda; sistem vrste i gasovite faze, na primer: dim; sistem tenih faza, na primer : mleko; sistem tene i gasovite faze, na primer: sapunska pena, magla itd.Heterogeni sistem od dve gasovite faze ne postoji, jer se gasovi uzajamno homogeno meaju, ine gasovite smee. Tako, na primer vazduh predstavlja gasoviti sistem koji se uglavnom sastoji od azota, kiseonika, argona, vodene parei ugljen-dioksida.Izraz materijal upotrebljava se za materiju bilo da je ona heterogena ili homogena.

iste supstanceHeterogeni sistemi, kao to smo ve istakli, mogu bit sastavljeni od nekoliko faza. Ove faze esto predstavljaju iste supstance.Da li je neka supstanca ista ili ne, kontrolieno pomou njenih osobina ili pomou njenog sastava. Obino se primenjuju dva naina, pa se posle njihovi rezultati dopunjuju. Najee i najbre ispitivanje istoe neke supstance zasniva se na kontroli njenih fizikih osobina , koje su za svaku supstancu karakteristine i stalne. Fizike osobine izraene brojevima zovu se fizike konstante, na primer: taka kljuanja, taka topljenja, gustina itd. Kada se ove fizike osobine ne menjaju, onda se smatra da je ispitivana supstanca ista.Taka kljuanja neke tenosti je temperatura na kojoj je pritisak njene pare jednak spoljanjem (atmosferskom) pritisku. ista jedinjenja imaju konstantne take kljuanja, a take kljuanja smea jako variraju, zavisno od veliine taaka pojedinih supstanci smee i njihovog odnosa u smei. Ona u velkoj meri zavisi od pritiska jer se zapremina jako menja pri prelazu supstance u gasovito stanje. to je (spoljanji) pritisak nii to je temperatura kljuanja supstance nia.Taka kljuanja se najee odreuje pri samom procesu preiavanja tenosti, pri destilaciji. Ako je temperatura konstantna onda je ona ista. Izuzetak ine azeotropne smee, tenosti koje takoe kljuaju na konstantnoj temperaturi.Taka topljenja neke vrste supstance je temperatura na kojoj ona prelazi u tenost i nalazi se u ravnotei sa svojim rastopom. Na ovoj temperaturi se vrsta supstanca topi istom brzinom kojom ovrava njen rastop. iste kristalne supstance obino imaju otre i konstantne take topljenja nadatom pritisku, ili one variraju za vrlo male vrednosti. vrste supstance sa neistoom imaju take topljenja nie od taaka topljenja istih supstanci.

Podela istih supstanciAko se podvrgne neka ista supstanca raznim fizikim ili hemiskim uticajima, kao to su: dejstvo toplote, elektriciteta, svetlosti, druge hemijske supstance itd., esto se dogaa da se ona razloi na nekoliko razliitih supstanci, a moe i da ne doe do nikakvog razlaganja. Tako, na primer, ako zagrevamo gasoviti jodovodonik u staklenoj cevi iznad 180oC, on e poeti da se raspada na dve nove gasovite supstance: jednu, koja je obojena u ljubiasto (jod) i drugu, u vidu bezbojnog gasa, koja zapaljena gori (vodonik). Obrnuto ako smeu joda i vodonika lagano hladimo, postae ponovo jodovodonik. Proces pri kome smo (ovog puta zagrevanjem) iz jedne supstance dobili dve nove (iz jodovodonika: jod i vodonik), naziva se analiza, a obrnut proces pri kome smo od prostih supstanci dobili sloenu supstancu (od joda i vodonika: jodovodonik) naziva se sinteza.Ako pokuamo uobiajenim hemijskim putem da razloimo jod i vodonik, ili da ih dobijemo od prostih supstanci, neemo u tome uspeti. Zato ove supstance nazivamo osnovnim supstancama ili elementima za razliku od jodovodonika i mnogih drugih supstanci, koje moemo da razlaemo na dve ili vie supstanci, a koje nazivamo jedinjenjima. Prema tome, sve one supstance koje se sastoje samo od jednog elementa ili samo jednog jedinjenja, nazivaju se iste supstance[footnoteRef:3]. Dakle, elemanat je supstanca iji svi atomi sadre isto naelektrisanje jezgra, tj. svi oni u jezgru sadre isti broj protona, odnosno imaju isti redni (atomski) broj. [3: Meutim, postoje i takva jedinjenja iji sastav nije uvek isti nego unekoliko zavisi od naina njihovog dobijanja. Takve supstance nazivaju se nestehiometrijska jedinjenja ili bertolidi po francuskom nauniku Bertoleu. Tu spadaju neke vrste legura, zatim neki oksidi, sulfidi i hidridi.Supstance sa stalnim hemijskim sastavom, dobile su naziv daltonidi po poznatom hemiaru Daltonu. Daltonidi su, na primer, voda, kiseline, baze, soli, organska jedinjenja itd. Dakle, supstance koje pokazuju malu promenljivost u svom hemijskom sastavu nazivaju se bertolidi.]

iste supstance su podeljene na elementarne (proste) supstance i jedinjenja.Elementarne supstance se sastoje od atoma istog elementa (od jedne vrste atoma), a jedinjenja od dva ili vie elemenata (dve ili vie vrste atoma).Elementi u jedinjenjima se razlikuju od elementarnih supstanci u slobodnom stanju. Na primer, kuhinjska so, bela kristalna supstanca, sastoji se od polivrstog netala natrijuma, koji ima srebrnasti sjaj, i gasovitog hlora utozelene boje. Natrijum u natrijum-hloridu (kuhinjskoj soli) naziva se elementom, a kada se natrijum nalazi u slobodnom stanju, u vidu metala, onda se naziva elementarnom (prostom) supstancom.