Puhtaiden aineiden ymmärtäminen on välttämätöntä kemiassa. Esimerkiksi timantit ovat eräänlaista puhdasta ainetta, koska ne koostuvat vain hiiliatomeista. Toisaalta, keltainen ei ole puhdasta, koska se sisältää kasvihartseja, joissa on erilaisia yhdisteitä. Todellisessa maailmassa laboratorion ulkopuolella on vaikea eristää puhtaita materiaaleja. Jopa timanteissa on epäpuhtauksia, kuten typpeä tai booria, kun niitä louhitaan luonnossa.
TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)
Puhtaiden aineiden kaksi päätyyppiä ovat yhdisteet ja alkuaineet. Ne koostuvat yhden tyyppisestä hiukkasesta tai yhdisteestä.
Kaksi puhtaan aineen päätyyppiä
Elementit ja yhdisteet ovat kahta puhdasta ainetta. Esimerkkejä yleisistä alkuaineista ovat hiili, typpi ja vety. Ne koostuvat yhden tyyppisestä atomista eivätkä voi hajota mihinkään muuhun. Esimerkiksi jokaisessa puhtaassa hiili-aineessa on samat hiukkaset.
Yhdisteet, kuten vesi, suola ja sokeri, ovat myös puhtaita aineita. Vaikka nämä aineet ovat yhdistelmä eri alkuaineita, nämä aineet täyttävät silti vaatimukset, koska niillä on yhtenäinen koostumus ja ne sisältävät vain yhden tyyppisiä yhdisteitä. Niillä on myös kiinteä määrä elementtejä. Esimerkiksi kuppi tislattua, steriiliä vettä on puhdasta ainetta, koska ainoa siinä oleva yhdiste on H
2O.Aineiden tyypit, jotka ovat puhtaita aineita
Aine, jolla on tasainen ja vakio koostumus, voidaan pitää puhtaana aineena. Yksi esimerkki on tavallinen pöytäsuola, koska siinä on vain yhden tyyppinen yhdiste, joka on NaCl. Se ei ole väliä katsotko ripaus tai kuppia suolaa, koska ainoa asia sisällä on NaCl yhdisteet. Puhtaasta pöytäsuolasta ei löydy muita yhdisteitä. Samoin sokeri on puhdas materiaali, jossa on vain C-yhdisteitä12H22O11.
Puhtaiden aineiden eristämiseen liittyvät ongelmat
Puhtaita aineita on yleensä vaikea eristää laboratorion ulkopuolella. Esimerkiksi natrium (Na) -elementti reagoi kiivaasti veden kanssa eikä sitä ole luonnossaan yksin, mutta se on helppo löytää yhdisteestä, kuten suola (NaCl) tai natriumhydroksidi (NaOH). Kalium-alkuaine (K) on erittäin reaktiivinen, mikä tekee sen eristämisestä haastavan.
Epäpuhtaudet ovat toinen ongelma, joka vaikeuttaa puhtaan aineen löytämistä. Kulta (Au) sisältää usein muita elementtejä, kuten hopeaa tai kuparia, jotka vaativat metallin puhdistamista tai sulatusta niiden poistamiseksi. Timantti on toinen esimerkki puhtaasta aineesta, jolla on epäpuhtauksia, jotka vaikuttavat sen arvoon. Typpi voi tehdä timantista näyttävän keltaiselta, ja tämä virhe voi alentaa hintaa dramaattisesti.