Bài học

Tính chất vật lí của chất

Em sẽ làm được gì?

Mục tiêu bài học: Em kể được các tính chất vật lí thường gặp của một chất (thể, màu, mùi, vị, tính tan, nhiệt độ nóng chảy/sôi, khối lượng riêng, tính dẫn điện/dẫn nhiệt), phân loại chúng theo cách xác định (quan sát trực tiếp hay đo bằng dụng cụ), và dùng chúng để phân biệt hai chất.

Cần nhớ trước

Kiến thức cần có: Bài trước — phân biệt vật thể và chất. Mỗi chất ta nói tới ở đây là vật liệu tạo nên vật thể, không phải bản thân vật thể.

Làm sao em biết đâu là nước, đâu là rượu khi cả hai đều là chất lỏng không màu, đựng trong hai cốc giống hệt nhau? Em ngửi: nước không mùi, rượu có mùi đặc trưng. Chỉ với một giác quan, em đã phân biệt được hai chất! Mỗi chất có một “bộ nhận dạng” riêng — ta gọi đó là tính chất của chất. Bài này học về nhóm tính chất quan sát hoặc đo được mà chất vẫn là chính nó — gọi là tính chất vật lí.

Làm sao em biết đâu là nước, đâu là rượu khi cả hai đều là chất lỏng không màu, đựng trong hai cốc giống hệt nhau? Em ngửi: nước không mùi, rượu có mùi đặc trưng. Chỉ với một giác quan, em đã phân biệt được hai chất! Mỗi chất có một “bộ nhận dạng” riêng — ta gọi đó là **tính chất** của chất. Bài này học về nhóm tính chất *quan sát hoặc đo được mà chất vẫn là chính nó* — gọi là **tính chất vật lí**.

Tính chất vật lí gồm những gì?

Các tính chất vật lí thường gặp, chia làm hai nhóm theo cách xác định:

Nhóm quan sát trực tiếp bằng giác quan (không cần dụng cụ đo):

Thể (trạng thái): rắn, lỏng, khí — ví dụ sắt rắn, nước lỏng, oxygen khí.
Màu sắc, mùi, vị: đồng có màu đỏ, lưu huỳnh có màu vàng, muối ăn có vị mặn.

Nhóm phải đo bằng dụng cụ (nhiệt kế, cân, ống đong…):

Tính tan trong nước: muối ăn tan, cát không tan — kiểm tra bằng cách khuấy vào nước và quan sát.
Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi: nước sôi ở $100^\circ C$ , nóng chảy ở $0^\circ C$ — đo bằng nhiệt kế.
Khối lượng riêng: sắt nặng hơn nước cùng thể tích nên chìm; dầu nhẹ hơn nước nên nổi — tính bằng cân và ống đong.
Tính dẫn điện, dẫn nhiệt: kim loại dẫn điện tốt; nhựa, gỗ không dẫn điện — kiểm tra bằng mạch điện đơn giản.

Điểm chung của cả hai nhóm: khi đo hay quan sát các tính chất này, chất không biến thành chất khác — nước vẫn là nước dù ta đo màu, đo mùi hay đo nhiệt độ sôi của nó.

Các tính chất vật lí thường gặp, chia làm hai nhóm theo cách xác định: **Nhóm quan sát trực tiếp bằng giác quan** (không cần dụng cụ đo): - **Thể** (trạng thái): rắn, lỏng, khí — ví dụ sắt rắn, nước lỏng, oxygen khí. - **Màu sắc, mùi, vị**: đồng có màu đỏ, lưu huỳnh có màu vàng, muối ăn có vị mặn. **Nhóm phải đo bằng dụng cụ** (nhiệt kế, cân, ống đong…): - **Tính tan trong nước**: muối ăn tan, cát không tan — kiểm tra bằng cách khuấy vào nước và quan sát. - **Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi**: nước sôi ở $100^\circ C$, nóng chảy ở $0^\circ C$ — đo bằng nhiệt kế. - **Khối lượng riêng**: sắt nặng hơn nước cùng thể tích nên chìm; dầu nhẹ hơn nước nên nổi — tính bằng cân và ống đong. - **Tính dẫn điện, dẫn nhiệt**: kim loại dẫn điện tốt; nhựa, gỗ không dẫn điện — kiểm tra bằng mạch điện đơn giản. Điểm chung của cả hai nhóm: khi đo hay quan sát các tính chất này, **chất không biến thành chất khác** — nước vẫn là nước dù ta đo màu, đo mùi hay đo nhiệt độ sôi của nó.

Tính chất vật líTính chất quan sát hoặc đo được mà chất vẫn giữ nguyên là chính nó (thể, màu, mùi, vị, tính tan, nhiệt độ nóng chảy/sôi, khối lượng riêng, dẫn điện…).

Dù xác định bằng cách nào, cả hai nhóm đều không làm chất biến thành chất khác.

Dùng tính chất vật lí để phân biệt chất

Vì mỗi chất có bộ tính chất riêng, ta dựa vào đó để phân biệt — đặc biệt hữu ích khi hai chất trông giống hệt nhau bằng mắt thường. So sánh nhiệt độ sôi của vài chất lỏng quen thuộc giúp ta thấy rõ mỗi chất “sôi” ở một mốc khác nhau, dù ở nhiệt độ phòng chúng có thể trông y hệt nhau:

Mỗi chất sôi ở một nhiệt độ riêng — đó là một tính chất vật lí dùng để nhận biết chất.

Ví dụ

Ví dụ chuẩn 1 — Phân biệt nước và rượu

1
Có hai cốc chất lỏng không màu, không thể phân biệt bằng mắt: một cốc nước, một cốc rượu. Làm sao phân biệt an toàn, không được nếm?
2
Nhìn vào bảng dữ liệu, hai chất khác nhau rõ nhất ở mùi và nhiệt độ sôi: rượu có mùi đặc trưng, sôi ở $78^\circ C$ ; nước không mùi, sôi ở $100^\circ C$ .
Nhìn vào bảng dữ liệu, hai chất khác nhau rõ nhất ở **mùi** và **nhiệt độ sôi**: rượu có mùi đặc trưng, sôi ở $78^\circ C$; nước không mùi, sôi ở $100^\circ C$.
3
Dùng mùi là đủ để nhận ra rượu: quạt nhẹ hơi từ miệng cốc về phía mũi, không ngửi trực tiếp sát cốc và tuyệt đối không nếm hóa chất chưa rõ nguồn gốc.
4
Cốc có mùi đặc trưng là rượu; cốc không mùi là nước. Ta đã dùng tính chất vật lí (mùi) để phân biệt mà không cần biến chất này thành chất khác — đây chính là ưu điểm của cách phân biệt bằng tính chất vật lí: nhanh, an toàn, không làm mất chất.

Ví dụ

Ví dụ chuẩn 2 — Vì sao dầu nổi trên nước?

1
Đổ dầu ăn vào cốc nước, dầu nổi lên trên thành một lớp riêng biệt, không hòa lẫn. Tính chất nào quyết định điều đó?
2
Khối lượng riêng: với cùng một thể tích, dầu nhẹ hơn nước (dầu ăn có khối lượng riêng khoảng $0{,}92$ g/mL, còn nước là $1{,}00$ g/mL).
**Khối lượng riêng**: với cùng một thể tích, dầu nhẹ hơn nước (dầu ăn có khối lượng riêng khoảng $0{,}92$ g/mL, còn nước là $1{,}00$ g/mL).
3
Chất nào có khối lượng riêng nhỏ hơn sẽ nổi lên trên khi hai chất không tan vào nhau. Dầu nhẹ hơn nên nổi; nước nặng hơn nên ở dưới, tạo thành hai lớp rõ rệt.
4
Khối lượng riêng vừa giúp em phân biệt hai chất, vừa giải thích luôn hiện tượng nổi – chìm mà em thấy hằng ngày, kể cả khi hai chất không hòa tan vào nhau.

Ví dụ

Ví dụ vận dụng (dạng đề kiểm tra) — Chọn cách phân biệt ba chất bột trắng

1
Có ba lọ chứa bột màu trắng, không nhãn: muối ăn, đường, và bột đá vôi (calcium carbonate). Hãy đề xuất cách phân biệt chỉ dùng nước, không dùng nếm.
2
Cả ba đều màu trắng nên không phân biệt được bằng mắt. Tính chất khác nhau rõ nhất giữa chúng là tính tan trong nước: muối ăn và đường tan hoàn toàn, còn bột đá vôi hầu như không tan.
3
Bước 1: cho mỗi lọ một ít bột vào cốc nước, khuấy đều — lọ nào còn cặn lắng xuống đáy là đá vôi. Bước 2: với hai lọ còn lại (muối, đường), so sánh khi cô cạn: tinh thể muối nhỏ, đều, không cháy khi hơ nóng nhẹ; đường sẽ chuyển màu nâu và có mùi khét đặc trưng khi bị đun nóng mạnh hơn.
4
Bài toán dạng đề thi thường yêu cầu kết hợp nhiều tính chất theo trình tự thay vì chỉ một tính chất — đây là kĩ năng quan trọng: chọn tính chất phân biệt được nhiều nhất trước (tách được nhiều chất cùng lúc), rồi mới dùng tính chất tiếp theo để tách các chất còn lại vẫn còn giống nhau. Làm ngược thứ tự (thử tính chất ít phân biệt trước) sẽ khiến bài toán rối và tốn nhiều bước hơn hẳn.
Bài toán dạng đề thi thường yêu cầu **kết hợp nhiều tính chất theo trình tự** thay vì chỉ một tính chất — đây là kĩ năng quan trọng: chọn tính chất phân biệt được nhiều nhất trước (tách được nhiều chất cùng lúc), rồi mới dùng tính chất tiếp theo để tách các chất còn lại vẫn còn giống nhau. Làm ngược thứ tự (thử tính chất ít phân biệt trước) sẽ khiến bài toán rối và tốn nhiều bước hơn hẳn.

Luyện tập có hướng dẫn

Luyện tập độc lập

Lỗi thường gặp

Đừng nhầm “thay đổi thể” với “thành chất mới”. Nước đá tan thành nước rồi bay hơi — vẫn là nước, chỉ đổi thể; đó vẫn thuộc tính chất vật lí. Một lỗi khác là chỉ dùng một tính chất để kết luận vội — như ví dụ ba chất bột trắng ở trên, nhiều khi phải phối hợp hai, ba tính chất mới phân biệt hết được.

Ghi nhớ

Tóm tắt: Tính chất vật lí gồm hai nhóm — quan sát trực tiếp (thể, màu, mùi, vị) và phải đo bằng dụng cụ (nhiệt độ nóng chảy/sôi, khối lượng riêng, tính tan, dẫn điện). Đo chúng thì chất vẫn là chính nó. Ta dùng tính chất vật lí, đôi khi phải phối hợp nhiều tính chất, để phân biệt các chất.

Bắc cầu sang bài sau: Nhưng có những tính chất chỉ lộ ra khi chất biến thành chất khác — như khả năng cháy, khả năng bị gỉ, khả năng phân hủy. Đây là nhóm tính chất hoàn toàn khác, gọi là tính chất hóa học, ta học ở bài tiếp theo.