Vad är ett ämne?

Vatten är ett rent ämne. Saltvatten är inte ett rent ämne.

Ättiksyra är ett rent ämne. Ättika är inte ett rent ämne.

Teraeagle skrev:

Vatten är ett rent ämne. Saltvatten är inte ett rent ämne.

Ättiksyra är ett rent ämne. Ättika är inte ett rent ämne.

Är det för att de består av samma grundämne som de är rent ämne

Kul fråga! Ordet 'ämne' är faktiskt ganska svårfångat, och jag har aldrig sett någon helt tillfredställande definition, och ofta försöker lärare och läroböcker slingra sig lite genom att ge någon slags ostensiv definition där de bara pekar på massa exempel.

Men om man ändå ska försöka ge någon slags definition skulle jag säga att ett ämne är en typ av materia* som karaktäriseras av att det är uppbygt av en viss specifik sorts byggstenar (någon slags molekyler, joner eller fria atomer), och som inte går att separera utan att bryta intramolekylära kemiska bindningar.

Några exempel:

Vatten (oavsett om det är i form av is, flytande vatten eller vattenånga) är ett ämne där den grundläggande byggstenen är vattenmolekylen (en syreatom som binder kovalent till två väteatomer). 

Koksalt är ett ämne, där den grundläggande byggstenen är "formelenheten" NaCl (en Na⁺-jon och en Cl⁻-jon).

Silver är ett ett ämne, där den grundläggande byggstenen är silveratomen.

Saltvatten är inte ett ämne, eftersom det innehåller två olika typer av byggstenar: vattenmolekyler och upplösta NaCl-formelenheter**, som går att separera genom exempelvis destillation.

Några förvirrande exempel:

Är diamant och grafit samma ämne? I någon mening består de av samma grundläggande byggstenen, nämligen kolatomer. 

Är cellulosa ett ämne? I så fall: vad är den grundläggande byggsplasten? Cellulosamolekylerna som man hittar i växter har ofta väldigt olika längd. Kan (C₆H₁₀O₅)₈₀₀ räknas som samma byggsten som (C₆H₁₀O₅)₁₂₀₀?

Är DNA ett ämne? I så fall, vad är den grundläggande byggstenen? Skulle man kunna kallat DNA:t som finns i mina celler för "samma ämne" som DNA:t i dina celler?

* Fråga mig inte vad jag menar med "materia", för det har jag verkligen inget bra svar på.

** Notera att natriumjonerna och kloridjonerna kommer vara dissocierade från varandra i lösningen, men att jag ändå tycker att kan betrakta varje Na⁺Cl⁻-par som en byggsten, eftersom det inte går att samla upp och ta bort natriumjonerna från lösningen utan att man antingen får med kloridjonerna också eller att de sker någon slags kemisk reaktion.

Teraeagle skrev:

[...] är ett rent ämne [...] är inte ett rent ämne.

Sådana bestämda utattalanden kräver nästan att man gör ett försök på en definition! ;)

Över huvud taget vore ett faktiskt kul att höra hur du som håller på mycket med metaller, mineraler och andra oorganiska saker tänker kring ämnesbegreppet. Jag är nog ganska färgad av att mest ha befunnit mig i en organisk kontext, där det mesta består av hyfsat tydliga, diskreta byggstenar.

Sådana bestämda utattalanden kräver nästan att man gör ett försök på en definition! ;)

Håller med om att det är problematiskt. I någon mån vet man vad som definitivt är ämnen (vatten och natriumklorid) samt vad som inte är det (saltvatten). Om någon tar upp ett tveksamt exempel (grafit/diamant) så blundar man, tänker på något annat och bläddrar snabbt förbi det hela.

Över huvud taget vore ett faktiskt kul att höra hur du som håller på mycket med metaller, mineraler och andra oorganiska saker tänker kring ämnesbegreppet.

Vän av ordning påpekar att det heter mineral och inte mineraler. Det första hittar man i marken och det andra i maten :)

Själva ordet ”mineral” är inte heller helt definierat. Det finns några krav, t ex att det ska vara kristallint, oorganiskt, vara ett rent ämne samt ”bildat genom en naturlig process”.

Det sistnämnda kravet gör att man t ex skulle kalla diamanter utvunna ur jordskorpan för mineral, medan konstgjorda diamanter inte skulle vara det enligt en ortodox tolkning. Trots det skulle man rent principiellt inte kunna se skillnad mellan dem i ett idealiserat fall.

Det är vad en geolog skulle säga. Frågar du istället en metallurg skulle den kalla urskiljbara, homogena partiklar i en slagg för just mineral. Det finns massvis med ”mineral” i slagger som även kan hittas naturligt. 

Men för att svara på din fråga: Jag anser att ett ämne ska gå att dela upp i en minsta beståndsdel (atom, molekyl, formelenhet) som kan beskriva uppbyggnaden hos hela ämnet. Två typer av materia utgör samma ämne ifall de har identiska kemiska egenskaper i likadana miljöer (tryck, temperatur, aggregationstillstånd osv).

Med en sådan definition är grafit och diamant två olika ämnen. De har olika kemiska egenskaper. Brons är inte ett ämne eftersom det består av olika faser samt inte har en entydig kemisk komposition.

Cellulosa och DNA skulle inte heller klassas som ämnen eftersom de inte har identiska egenskaper och uppbyggnaden kan se olika ut. Det här påminner lite om tolkningen av ordet ”mineral”. Det finns en ortodox tolkning som säger att de inte borde klassas som ämnen men i praktiken kallar man dem för det i alla fall.

Egentligen är det väl bara organiska makromolekyler som är riktigt svåra att klassificera?

Men om man ändå ska försöka ge någon slags definition skulle jag säga att ett ämne är en typ av materia* som karaktäriseras av att det är uppbygt av en viss specifik sorts byggstenar (någon slags molekyler, joner eller fria atomer), och som inte går att separera utan att bryta intramolekylära kemiska bindningar.

Den här definitionen kan nog användas för att beskriva vad ett ämne är för något, men den kan inte särskilja olika ämnen.

Exempel: Är grafit och diamant två olika ämnen enligt denna definition? De består av samma byggstenar och kan inte separeras utan att bryta intramolekylära bindningar.

Man behöver på något sätt få in ett krav på kemiska egenskaper eller struktur för att definitionen ska vara helt tillfredsställande.

Tack för hjälpen!😇 Blev klarare!

Tur att det finns vänner av ordning som kan lära oss skillnaden mellan saker i maten och marken! :D

Men hm, ja. Att inkludera egenskaper i definitionen är nog ett väldigt bra sätt att få den att hamna närmare den faktiska användningen av ordet "ämne". Samtidigt tycker jag det är lite... otillfredställande på något sätt att man ska behöva mäta upp massa egenskaper och ha sig för att avgöra att grafit och diamant är olika. Det hade varit trevligare om man bara kunde peka på strukturen.

Och grafit och diamant har ju olika struktur! Rätt väg att gå är kanske att betrakta enhetscellerna som den fundamentala byggstenen i kristallina ämnen som diamant och grafit? Problemet är bara att vi nog inte vill blanda in alltför mycket högnivå-strukturer i definitionen eftersom man då kanske blir tvungen att betrakta is och flytande vatten som olika ämnen.

Suck. Till syvene och sist kan vi kanske inte förvänta oss att universum ska vara så pass välordnat att det låter sig kategoriseras med lättdefinierade ord :-)

När det gäller detta med stora makromolekyler är det nog så att vi ibland, i vissa sammanhang, tycker att molekyler av olika längd eller med olika former av variationer ändå är så pass lika i den övergripande strukturen eller de för situationen relevanta egenskaperna, att vi väljer att betrakta dem som en enda sorts byggstenar och därför kan tillåta oss att tala om DNA eller cellulosa som "ämnen", trots att en genetiker eller en organisk kemist som vill utföra en viss metylering på någon kvävebas kanske tycker det är nonsens.

Det är som sagt inte helt enkelt att definiera ett ämne utifrån strukturen heller. Ta SiO₂ som exempel:

• Kristallin SiO₂ i form av kvarts skulle klassas som ett eget ämne samt ett mineral.
• Kristallin, konstgjord SiO₂ skulle klassas som ett eget ämne men inte ett mineral.
• Amorf SiO₂ skulle klassas som ett eget ämne.
• En annan ”enhet” med amorf SiO₂ skulle klassas som ytterligare ett eget ämne eftersom strukturen är annorlunda jämfört med den första enheten(!)