Materie și substanță

Materia este tot ce ocupă spațiu și are masă. Un corp este o porțiune delimitată de materie, cu formă și dimensiuni proprii: cuiul, paharul, balonul umflat și cubul de gheață sunt corpuri. Substanța arată din ce este alcătuit corpul: cuiul conține fier, iar cubul de gheață conține apă. O lingură și o sârmă de aluminiu sunt corpuri diferite, făcute din aceeași substanță. Un creion este un singur corp, dar este făcut din mai multe materiale: lemn, grafit și lac. Materialul este substanța sau amestecul ales pentru fabricarea unui obiect, după proprietățile lui: sticla pentru pahar, fiindcă este transparentă, și cuprul pentru firele electrice, fiindcă conduce bine curentul.

Orice corp are două proprietăți generale. Masa se măsoară cu balanța, în $\mathrm{g}$ sau $\mathrm{kg}$; volumul se măsoară în $\mathrm{mL}$ sau $\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$. Aerul are și el masă: un balon umflat cântărește mai mult decât același balon dezumflat. Proprietățile specifice deosebesc o substanță de alta: culoarea, mirosul, temperatura de topire și densitatea $\rho =m/V$. Ele rămân aceleași oricât de mare ar fi proba.

Substanțele se găsesc în trei stări de agregare. Solidul are formă și volum proprii; lichidul are volum propriu și ia forma vasului; gazul ocupă tot volumul vasului. Apa lichidă, gheața și vaporii de apă sunt aceeași substanță, ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$, în trei stări.

După compoziție, substanțele sunt organice sau anorganice. Substanțele organice conțin carbon și hidrogen, iar la arderea completă dau, printre produși, dioxid de carbon și apă. Zahărul, alcoolul etilic, parafina și uleiul sunt organice, indiferent dacă provin dintr-o plantă sau dintr-un laborator. Apa, sarea de bucătărie, fierul, oxigenul și calcarul sunt anorganice. Dioxidul de carbon, grafitul, diamantul și carbonații sunt tot anorganice, deși conțin carbon.

Exemplu rezolvat: o lingură are masa $27$ g și volumul $10\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$. Din ce substanță este făcută?

1. Calculăm densitatea: $\rho =m/V=27\mathrm{g}/10\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3=2,7g/c{\mathrm{m}}^3$.
2. Comparăm cu valorile din tabel: aluminiul are $2,7g/c{\mathrm{m}}^3$, iar fierul $7,8g/c{\mathrm{m}}^3$.
3. Concluzia: lingura este corpul, iar substanța din care e făcută este aluminiul. O sârmă de aluminiu de orice lungime are aceeași densitate.

Exemplu de clasificare: într-un pahar de sticlă se află apă în care s-a dizolvat zahăr. Paharul este corp, iar sticla este materialul lui. Apa este substanță anorganică, iar zahărul este substanță organică, pentru că are în compoziție carbon și hidrogen.

Greșeli frecvente

• Greșit: Paharul este o substanță.
  Corect: paharul este un corp; materialul lui este sticla, iar sticla obișnuită este un amestec de mai multe substanțe.
• Greșit: Gheața și apa lichidă au compoziții diferite.
  Corect: ambele au formula ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$; diferă doar starea de agregare.
• Greșit: Substanțele organice sunt numai cele produse de organismele vii.
  Corect: o substanță este organică după compoziție (carbon și hidrogen), așa că alcoolul etilic obținut în laborator este organic, iar dioxidul de carbon din respirație este anorganic.
• Greșit: Aerul din balon nu are masă, pentru că nu se vede.
  Corect: aerul are masă și ocupă volum, ca orice formă de materie.

Înainte și după