Wie kann man bestimmen, woraus ein Objekt besteht?

Achtung : Diese Frage wurde (hier) noch nie so gestellt, wie ich sie hier stellen werde, also lassen Sie uns etwas Licht ins Dunkel bringen.

Vorspiel und Anekdote (kann übersprungen werden): Neulich ging ich zu Fuß nach Hause und kam an einem Stoppschild vorbei. Ich sah es mir an und fragte mich: "Aus welchen Atomen besteht dieses metallähnliche Objekt in Makrogröße, das sichtbares Licht meinen Augen ermöglicht, zu sehen, was auch Atome sind, die ich nicht kenne? "

Also dachte ich mir ... ich sollte wirklich zu physical.stackexchange.com gehen, um das zu fragen. Sie haben dort so viele großartige Leute, die ihre Zeit und Hilfe ohne unmittelbaren finanziellen Gewinn freiwillig leisten, und es gibt einige sehr kluge Leute dort, die aufgeschlossen sind und wissen, dass Wiederholung der Schlüssel zum Erfolg ist.

Die Frage:

Hier bin ich also ... meine Frage ist, woher wissen Sie, aus welchen Materialien sie bestehen?

Ich frage das weil:

1. Es gibt keine Möglichkeiten, schnell herauszufinden, aus welchen Atomen etwas besteht. Wie würde ich als neugieriger Mensch, der sich in jeder Hinsicht für Wissenschaft interessiert, feststellen, was die Welt um mich herum ist?

2. Die dafür benötigten Werkzeuge sind nicht billig ... wie könnte ich mit billigeren Werkzeugen oder Techniken bestimmen, welche Art von Atomen, Molekülen / chemischen Verbindungen, bestimmen, aus welchen genauen Atomen die Dinge bestehen, die sichtbares Licht mir ermöglicht um mich herum sehen?

Ich würde mir gerne etwas ansehen und über „es ist plastikartig“ hinausgehen, sondern tatsächlich herausfinden, um welches Monomer, Polymer oder welche Molekülstruktur es sich handelt und wie ich es in die einzelnen Atome zerlegen kann.

Bitte ... Ich bitte darum mit allem Respekt, aller Ernsthaftigkeit und allem Wunsch, die Materialien, Verbindungen und Strukturen der Objekte um mich herum weiter kennen zu wollen.

Ein paar einfache Tests wie die Messung der Dichte, der elektrischen Leitfähigkeit, der Kratzfestigkeit (einfach anhand vorhandener bekannter Substanzen abschätzen) und der Wärmekapazität sollten es Ihnen ermöglichen, viele Dinge auf nur ein oder wenige Materialien einzugrenzen.

Antworten (4)

Es gibt keinen universellen, billigen und einfachen Weg, unbekannte Materialien zu identifizieren. Es gibt einige einfache Methoden, die für einige Materialien gelten: Wenn etwas von einem Magneten angezogen wird, ist es ferromagnetisch und enthält wahrscheinlich eine beträchtliche Menge Eisen, Nickel oder Kobalt. Es gibt ein paar andere Faustregeln, aber das allgemeine Problem ist komplex und der Grund, warum Analyselabore Geld verdienen können. Wenn es eine billige und einfache Möglichkeit gäbe, es zu tun, würde es jeder tun!

Der einfachste Weg, um herauszufinden, woraus etwas besteht, ist wahrscheinlich, die Person zu fragen, die es hergestellt hat.

Nun, der ausgefallene experimentelle Weg wäre, Dinge wie Massenspektrometrie oder Röntgenbeugung oder viele andere Techniken zu verwenden.

Es ohne diese Maschinen zu tun ... vielleicht wäre Chemie Ihre beste Wahl. Wenn Sie einen Verdacht haben, was das Material sein könnte, können Sie bekannte chemische Reaktionen verwenden, um zu sehen, womit es reagiert und was nicht, was es produziert usw. Hinweis: Dies kann offensichtlich gefährlich sein, daher schlage ich es nicht vor Du machst das.

Die Tatsache, dass die meisten Dinge (wie ein Stoppschild) ein Verbundmaterial aus vielen verschiedenen Materialien (Metall, Farbe, fluoreszierende Zusätze) sind, wird dies viel schwieriger machen.

Eine Möglichkeit, herauszufinden, woraus etwas besteht, kann seine Dichte ermitteln, indem man die Masse und das Volumen des Objekts dividiert. Dann schau dir ein Dichtediagramm an!

Die einfachste Methode ist, Archemides und seinem Prinzip zu folgen :

Archimedes Prinzip

Das Prinzip von Archimedes hilft bei der experimentellen Bestimmung der Dichte, indem es eine bequeme und genaue Methode zur Bestimmung des Volumens eines unregelmäßig geformten Objekts wie eines Steins bereitstellt.

Wir sind in der glücklichen Lage, die Dichten aller Elemente mit einem Klick auf die Internetlinks zu haben. In Ihrem Beispiel kann man dann Dinge ausschließen und Kombinationen von Metallen erraten. Archimedes soll festgestellt haben, dass das Gold einer Krone kein reines Gold ist.

Einmal fand ich einen sehr schweren Stein, der von einem alten Vulkan ausgestoßen wurde, und dessen Dichte fünfmal so hoch war wie die von Wasser. Nicht Uran :(.

Wie kann man bestimmen, woraus ein Objekt besteht?
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