Ce este un fenomen chimic în chimie. Fenomene fizico-chimice. Schimbarea este singura constantă din univers

Schimbarea dinamică este construită în natura însăși. Totul se schimbă într-un fel sau altul în fiecare clipă. Dacă te uiți cu atenție, vei găsi sute de exemple de fenomene fizice și chimice care sunt transformări destul de naturale.

Schimbarea este singura constantă din univers

În mod ironic, schimbarea este singura constantă din universul nostru. Pentru a înțelege fenomenele fizice și chimice (exemple în natură se găsesc la fiecare pas), se obișnuiește să le clasificăm în tipuri, în funcție de natura rezultatului final cauzat de acestea. Există modificări fizice, chimice și mixte, care conțin atât prima, cât și a doua.

Fenomene fizice și chimice: exemple și semnificații

Ce este un fenomen fizic? Orice modificare care are loc într-o substanță fără a o schimba compoziție chimică, sunt fizice. Ele se caracterizează prin modificări ale atributelor fizice și ale stării materialelor (solide, lichide sau gazoase), ale densității, temperaturii, volumului, care apar fără modificarea structurii sale chimice fundamentale. Nu există crearea de noi produse chimice sau modificări ale masei totale. În plus, acest tip de schimbare este de obicei temporar și în unele cazuri complet reversibil.

Când amesteci substanțe chimice în laborator, poți vedea cu ușurință reacția, dar există multe reacții chimice care au loc în lumea din jurul tău în fiecare zi. O reacție chimică schimbă moleculele, în timp ce o schimbare fizică doar le rearanjează. De exemplu, dacă luăm clor gazos și sodiu metalic și le combinăm, obținem sare de masă. Substanța rezultată este foarte diferită de oricare dintre ele părțile constitutive. Aceasta este o reacție chimică. Dacă apoi dizolvăm această sare în apă, pur și simplu amestecăm moleculele de sare cu moleculele de apă. Nu există nicio schimbare în aceste particule, este o transformare fizică.

Exemple de modificări fizice

Totul este format din atomi. Când atomii se combină, se formează diferite molecule. Diferitele proprietăți pe care obiectele le moștenesc sunt rezultatul diferitelor structuri moleculare sau atomice. Principalele proprietăți ale unui obiect depind de aranjamentul lor molecular. Modificările fizice apar fără modificarea structurii moleculare sau atomice a obiectelor. Ele pur și simplu transformă starea unui obiect fără a-i schimba natura. Topirea, condensarea, modificarea volumului și evaporarea sunt exemple de fenomene fizice.

Exemple suplimentare de modificări fizice: metalul care se extinde atunci când este încălzit, transmiterea sunetului prin aer, apa înghețată în gheață în timpul iernii, cuprul care este tras în fire, argila care se formează pe diverse obiecte, înghețata se topește în lichid, încălzirea metalului și schimbarea într-o altă formă, iod sublimarea la încălzire, căderea oricărui obiect sub influența gravitației, cerneala este absorbită de cretă, magnetizarea cuielor de fier, un om de zăpadă care se topește la soare, lămpi luminoase cu incandescență, levitație magnetică a unui obiect.

Cum se face distincția între schimbările fizice și chimice?

Multe exemple de fenomene chimice și fizice pot fi găsite în viață. Adesea este dificil să faci diferența dintre cele două, mai ales când ambele pot apărea în același timp. Pentru a identifica modificările fizice, adresați următoarele întrebări:

• Este starea stării unui obiect o schimbare (gazoasă, solidă și lichidă)?
• Este modificarea un parametru sau o caracteristică fizică pur limitată, cum ar fi densitatea, forma, temperatura sau volumul?
• Este natura chimică a unui obiect o schimbare?
• Există reacții chimice care duc la crearea de noi produse?

Dacă răspunsul la una dintre primele două întrebări este da și nu există răspunsuri la întrebările ulterioare, cel mai probabil este vorba de un fenomen fizic. În schimb, dacă răspunsul la oricare dintre ultimele două întrebări este da, în timp ce primele două sunt nu, atunci este cu siguranță un fenomen chimic. Trucul este doar să observi și să analizezi clar ceea ce vezi.

Exemple de reacții chimice în viața de zi cu zi

Chimia are loc în lumea din jurul tău, nu doar în laborator. Materia interacționează pentru a forma noi produse printr-un proces numit reacție chimică sau schimbare chimică. De fiecare dată când gătiți sau curățați, chimia este în acțiune. Corpul tău trăiește și crește prin reacții chimice. Există reacții când iei medicamente, aprinzi un chibrit și oftezi. Iată 10 reacții chimice din viața de zi cu zi. Aceasta este doar o mică selecție a acelor exemple de fenomene fizice și chimice din viață pe care le vedeți și le experimentați de mai multe ori în fiecare zi:

1. Fotosinteză. Clorofila din frunzele plantelor transformă dioxidul de carbon și apa în glucoză și oxigen. Este una dintre cele mai frecvente reacții chimice zilnice și, de asemenea, una dintre cele mai importante, deoarece este modul în care plantele produc hrană pentru ele și animalele și transformă dioxidul de carbon în oxigen.
2. Respirația celulară aerobă este o reacție cu oxigenul din celulele umane. Respirația celulară aerobă este procesul opus fotosintezei. Diferența este că moleculele de energie se combină cu oxigenul pe care îl respirăm pentru a elibera energia de care au nevoie celulele noastre, precum și dioxidul de carbon și apă. Energia folosită de celule este energie chimică sub formă de ATP.
3. Respirația anaerobă. Respirația anaerobă produce vin și alte alimente fermentate. Celulele dumneavoastră musculare efectuează respirație anaerobă atunci când rămâneți fără oxigen, cum ar fi în timpul exercițiilor intense sau prelungite. Respirația anaerobă a drojdiei și bacteriilor este utilizată pentru fermentație pentru a produce etanol, dioxid de carbon și alte substanțe chimice care produc brânză, vin, bere, iaurt, pâine și multe alte alimente comune.
4. Arderea este un tip de reacție chimică. Aceasta este o reacție chimică în viața de zi cu zi. De fiecare dată când aprindeți un chibrit sau o lumânare, aprindeți un foc, vedeți o reacție de ardere. Incinerarea combină moleculele de energie cu oxigenul pentru a produce dioxid de carbon și apă.
5. Rugina este o reacție chimică comună. De-a lungul timpului, fierul de călcat dezvoltă o acoperire roșie, fulgioasă, numită rugină. Acesta este un exemplu de reacție de oxidare. Alte exemple de zi cu zi includ formarea verdigris pe cupru și pătarea argintului.
6. Amestecarea substanțelor chimice provoacă reacții chimice. Praful de copt și bicarbonatul de sodiu îndeplinesc funcții similare în copt, dar reacționează diferit la alte ingrediente, așa că nu le puteți schimba întotdeauna. Dacă combinați oțet și bicarbonat de sodiu pentru un „vulcan” chimic sau lapte cu praf de copt într-o rețetă, experimentați o dublă părtinire sau o reacție de metateză (plus câteva altele). Ingredientele sunt recombinate pentru a produce dioxid de carbon gazos și apă. Dioxidul de carbon formează bule și ajută produsele de panificație să „crească”. Aceste reacții par simple în practică, dar adesea implică mai mulți pași.
7. Bateriile sunt exemple de electrochimie. Bateriile folosesc reacții electrochimice sau redox pentru a transforma energia chimică în energie electrică.
8. Digestie. În timpul digestiei au loc mii de reacții chimice. De îndată ce pui mâncarea în gură, o enzimă din saliva numită amilază începe să descompună zaharurile și alți carbohidrați în mai multe forme simple pe care corpul tău le poate absorbi. Acidul clorhidric din stomac reacționează cu alimentele pentru a le descompune, iar enzimele descompun proteinele și grăsimile, astfel încât acestea să poată fi absorbite în fluxul sanguin prin peretele intestinal.
9. Reacții acido-bazice. Ori de câte ori amesteci un acid (de ex. oțet, suc de lămâie, acid sulfuric, acid clorhidric) cu un alcali (de ex. bicarbonat de sodiu, săpun, amoniac, acetonă), efectuezi o reacție acido-bază. Aceste procese se neutralizează reciproc, producând sare și apă. Clorura de sodiu nu este singura sare care se poate forma. De exemplu, iată ecuația chimică pentru o reacție acido-bază care produce clorură de potasiu, un înlocuitor comun al sării de masă: HCl + KOH → KCl + H 2 O.
10. Săpun și detergenți. Ele sunt purificate prin reacții chimice. Săpunul emulsionează murdăria, ceea ce înseamnă că petele de ulei se leagă de săpun, astfel încât să poată fi îndepărtate cu apă. Detergenți reduc tensiunea superficială a apei, astfel încât acestea să poată interacționa cu uleiurile, să le izoleze și să le spele.
11. Reacții chimice în prepararea alimentelor. Gătitul este un mare experiment practic de chimie. Gătitul folosește căldura pentru a produce modificări chimice în alimente. De exemplu, atunci când fierbeți un ou tare, hidrogenul sulfurat produs prin încălzirea albușului poate reacționa cu fierul din gălbenușul de ou, formând un inel gri-verde în jurul gălbenușului. Când gătiți carne sau produse de copt, reacția Maillard dintre aminoacizi și zaharuri dă culoarea maro si gustul dorit.

Alte exemple de fenomene chimice și fizice

Proprietățile fizice descriu caracteristici care nu modifică o substanță. De exemplu, puteți schimba culoarea hârtiei, dar este tot hârtie. Puteți fierbe apă, dar când colectați și condensați aburul, este încă apă. Puteți determina masa unei foi de hârtie și este încă hârtie.

Proprietățile chimice sunt cele care indică modul în care o substanță reacționează sau nu cu alte substanțe. Când sodiu metalic este pus în apă, acesta reacționează violent pentru a forma hidroxid de sodiu și hidrogen. Suficientă căldură este generată de hidrogenul care scapă în flacără prin reacția cu oxigenul din aer. Pe de altă parte, când puneți o bucată de metal de cupru în apă, nu există nicio reacție. Deci proprietatea chimică a sodiului este că reacționează cu apa, dar proprietatea chimică a cuprului este că nu.

Ce alte exemple de fenomene chimice și fizice pot fi date? Reacțiile chimice au loc întotdeauna între electronii din învelișurile de valență ale atomilor elementelor din tabelul periodic. Fenomene fizice la nivel scăzut niveluri de energie includeți pur și simplu interacțiuni mecanice - ciocniri aleatorii ale atomilor fără reacții chimice, cum ar fi atomii sau moleculele de gaz. Când energiile de coliziune sunt foarte mari, integritatea nucleului atomilor este ruptă, ducând la divizarea sau fuziunea speciilor implicate. Dezintegrarea radioactivă spontană este de obicei considerată un fenomen fizic.

Pun pariu că ai observat de mai multe ori ceva de genul inelului de argint al mamei se întunecă cu timpul. Sau cum ruginește un cui. Sau cum se ard bustenii in cenusa. Ei bine, dacă mamei nu-i place argintul și nu ai făcut niciodată drumeții, ai văzut exact cum se prepară un pliculeț de ceai într-o ceașcă.

Ce au în comun toate aceste exemple? Și faptul că toate sunt fenomene chimice.

Un fenomen chimic are loc atunci când unele substanțe sunt transformate în altele: substanțele noi au o compoziție diferită și proprietăți noi. Dacă vă amintiți și de fizică, atunci amintiți-vă că fenomenele chimice apar la nivel molecular și atomic, dar nu afectează compoziția nucleelor ​​atomilor.

Din punctul de vedere al chimiei, aceasta nu este altceva decât o reacție chimică. Și pentru fiecare reacție chimică, este neapărat posibil să se identifice trăsăturile caracteristice:

• se poate forma un precipitat în timpul reacţiei;
• culoarea substanței se poate schimba;
• consecința reacției poate fi degajarea gazului;
• căldura poate fi eliberată sau absorbită;
• reacția poate fi însoțită și de eliberarea de lumină.

De asemenea, o listă de condiții necesare pentru a avea loc o reacție chimică a fost definită de mult timp:

• a lua legatura: Pentru a reacționa, substanțele trebuie să vină în contact.
• măcinare: pentru desfășurarea cu succes a reacției, substanțele care intră în ea trebuie zdrobite cât mai fin posibil, varianta perfecta- dizolvat;
• temperatura: foarte multe reacții depind direct de temperatura substanțelor (cel mai adesea acestea trebuie încălzite, dar unele invers - răcite la o anumită temperatură).

Scriind ecuația unei reacții chimice în litere și cifre, descrieți astfel esența unui fenomen chimic. Și legea conservării masei este una dintre cele mai importante reguli în compilarea unor astfel de descrieri.

Fenomene chimice în natură

Desigur, înțelegi că chimia nu are loc doar în eprubete din laboratorul școlii. Cele mai impresionante fenomene chimice pe care le puteți observa în natură. Și semnificația lor este atât de mare încât nu ar exista viață pe pământ dacă nu ar fi unele dintre fenomenele chimice naturale.

Deci, în primul rând, să vorbim despre fotosinteză. Acesta este procesul prin care plantele absorb dioxidul de carbon din atmosferă și produc oxigen atunci când sunt expuse la lumina soarelui. Respirăm acest oxigen.

În general, fotosinteza se desfășoară în două faze, iar iluminarea este necesară doar pentru una. Oamenii de știință au efectuat diverse experimente și au descoperit că fotosinteza are loc chiar și în condiții de lumină slabă. Dar odată cu creșterea cantității de lumină, procesul este foarte accelerat. De asemenea, s-a observat că dacă lumina și temperatura plantei sunt ambele crescute în același timp, rata fotosintezei crește și mai mult. Acest lucru se întâmplă până la o anumită limită, după care o creștere suplimentară a iluminării încetează să accelereze fotosinteza.

Procesul de fotosinteză implică fotoni emiși de soare și molecule speciale de pigment ale plantelor - clorofila. În celulele vegetale, se găsește în cloroplaste, ceea ce face frunzele verzi.

Din punct de vedere chimic, fotosinteza este un lanț de transformări care are ca rezultat oxigen, apă și carbohidrați ca depozit de energie.

Inițial, se credea că oxigenul se formează ca urmare a divizării dioxidului de carbon. Mai târziu, însă, Cornelius Van Niel a aflat că oxigenul se formează ca urmare a fotolizei apei. Studii recente au confirmat această ipoteză.

Esența fotosintezei poate fi descrisă folosind următoarea ecuație: 6CO 2 + 12H 2 O + lumină \u003d C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O.

Suflare, inclusiv al nostru cu tine, – este, de asemenea, un fenomen chimic. Inspirăm oxigenul produs de plante și expirăm dioxid de carbon.

Dar nu numai dioxidul de carbon se formează ca urmare a respirației. Principalul lucru în acest proces este că datorită respirației se eliberează o cantitate mare de energie, iar această metodă de obținere a acesteia este foarte eficientă.

În plus, rezultatul intermediar al diferitelor etape ale respirației este un număr mare de compuși diferiți. Și acestea, la rândul lor, servesc drept bază pentru sinteza aminoacizilor, proteinelor, vitaminelor, grăsimilor și acizilor grași.

Procesul de respirație este complex și împărțit în mai multe etape. Fiecare dintre ele utilizează un număr mare de enzime care acționează ca catalizatori. Schema reacțiilor chimice ale respirației este aproape aceeași la animale, plante și chiar bacterii.

Din punct de vedere al chimiei, respirația este procesul de oxidare a carbohidraților (ca opțiune: proteine, grăsimi) cu ajutorul oxigenului, ca urmare a reacției se obține apă, dioxid de carbon și energia pe care celulele o stochează în ATP: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 \u003d CO 2 + 6H 2 O + 2,87 * 10 6 J.

Apropo, am spus mai sus că reacțiile chimice pot fi însoțite de emisia de lumină. În cazul respirației și al reacțiilor chimice care sunt însoțite de aceasta, acest lucru este și adevărat. Strălucirea (luminescentă) poate unele microorganisme. Deși eficiența energetică a respirației scade.

Combustie apare și cu participarea oxigenului. Drept urmare, lemnul (și altele combustibil solid) se transformă în cenușă, iar aceasta este o substanță cu o compoziție și proprietăți complet diferite. În plus, în timpul procesului de ardere, se eliberează o cantitate mare de căldură și lumină, precum și gaz.

Desigur, nu numai substanțele solide ard, dar cu ajutorul lor a fost mai convenabil să dăm un exemplu în acest caz.

Din punct de vedere chimic, arderea este o reacție oxidativă care se desfășoară cu o viteză foarte mare. Și la o viteză de reacție foarte, foarte mare, poate avea loc o explozie.

Schematic, reacția se poate scrie astfel: substanță + O 2 → oxizi + energie.

Ca fenomen chimic natural, considerăm și descompunere.

De fapt, acesta este același proces ca și arderea, doar că se desfășoară mult mai lent. Dezintegrarea este interacțiunea substanțelor complexe care conțin azot cu oxigenul cu participarea microorganismelor. Prezența umidității este unul dintre factorii care contribuie la apariția degradarii.

Ca urmare a reacțiilor chimice, din proteine ​​se formează amoniac, acizi grași volatili, dioxid de carbon, hidroxiacizi, alcooli, amine, skatol, indol, hidrogen sulfurat, mercaptani. Unii dintre compușii care conțin azot formați ca urmare a degradarii sunt otrăvitori.

Dacă ne întoarcem la lista noastră de semne ale unei reacții chimice, vom găsi multe dintre ele și în acest caz. În special, există o substanță inițială, un reactiv, produse de reacție. Din trasaturi caracteristice observați degajarea de căldură, gaze (cu miros puternic), schimbarea culorii.

Pentru circulația substanțelor în natură, dezintegrarea are un foarte mare importanță: vă permite să procesați proteinele organismelor moarte în compuși potriviți pentru absorbția de către plante. Și cercul începe de la capăt.

Sunt sigur că ai observat cât de ușor este să respiri vara după o furtună. Și aerul devine deosebit de proaspăt și capătă un miros caracteristic. De fiecare dată după o furtună de vară, puteți observa un alt fenomen chimic comun în natură - formarea ozonului.

Ozonul (O 3) în forma sa pură este un gaz albastru. În natură, cea mai mare concentrație de ozon se află în atmosfera superioară. Acolo el acționează ca un scut pentru planeta noastră. Ceea ce îl protejează de radiațiile solare din spațiu și nu permite Pământului să se răcească, deoarece își absoarbe și radiațiile infraroșii.

În natură, ozonul se formează în mare parte din cauza iradierii aerului cu razele ultraviolete ale Soarelui (3O 2 + lumina UV → 2O 3). Și, de asemenea, cu descărcări electrice de fulgere în timpul unei furtuni.

Într-o furtună, sub influența fulgerelor, o parte din moleculele de oxigen se descompune în atomi, oxigenul molecular și cel atomic se combină și se formează O 3.

De aceea simțim o prospețime aparte după o furtună, respirăm mai ușor, aerul pare mai transparent. Faptul este că ozonul este un agent oxidant mult mai puternic decât oxigenul. Și într-o concentrație mică (ca după o furtună) este sigur. Și chiar util, pentru că se descompune Substanțe dăunătoare in aer. De fapt, îl dezinfectează.

Cu toate acestea, în doze mari, ozonul este foarte periculos pentru oameni, animale și chiar plante, pentru ei este otrăvitor.

Apropo, proprietățile dezinfectante ale ozonului obținute în laborator sunt utilizate pe scară largă pentru ozonizarea apei, protejarea produselor de deteriorare, în medicină și cosmetologie.

Desigur, acest lucru este departe de a fi lista plina fenomene chimice uimitoare din natură care fac viața pe planetă atât de diversă și frumoasă. Puteți afla mai multe despre ele dacă vă uitați în jur cu atenție și țineți urechile deschise. Există o mulțime de fenomene uimitoare în jur care așteaptă doar să te interesezi de ele.

Fenomene chimice în viața de zi cu zi

Acestea includ cele care pot fi observate în viața de zi cu zi omul modern. Unele dintre ele sunt destul de simple și evidente, oricine le poate observa în bucătărie: de exemplu, prepararea ceaiului. Frunzele de ceai încălzite cu apă clocotită își schimbă proprietățile, ca urmare, se modifică și compoziția apei: capătă o culoare, un gust și proprietăți diferite. Adică se obține o substanță nouă.

Dacă în același ceai se toarnă zahăr, ca urmare a unei reacții chimice, se va obține o soluție, care va avea din nou un set de noi caracteristici. În primul rând, nou, dulce, gust.

Folosind exemplul de preparare a ceaiului puternic (concentrat), puteți efectua independent un alt experiment: ușurați ceaiul cu o felie de lămâie. Datorita acizilor continuti in sucul de lamaie, lichidul isi va schimba din nou compozitia.

Ce alte fenomene poți observa în viața de zi cu zi? De exemplu, fenomenele chimice includ procesul arderea combustibilului în motor.

Pentru a simplifica, reacția de ardere a combustibilului în motor poate fi descrisă astfel: oxigen + combustibil = apă + dioxid de carbon.

În general, în camera unui motor cu ardere internă au loc mai multe reacții, în care sunt implicați combustibil (hidrocarburi), aer și o scânteie de aprindere. Sau, mai degrabă, nu doar combustibil - un amestec combustibil-aer de hidrocarburi, oxigen, azot. Înainte de aprindere, amestecul este comprimat și încălzit.

Arderea amestecului are loc într-o fracțiune de secundă, ca urmare, legătura dintre atomii de hidrogen și carbon este distrusă. Din acest motiv, se eliberează o cantitate mare de energie, care pune pistonul în mișcare și asta - arborele cotit.

Ulterior, atomii de hidrogen și carbon se combină cu atomii de oxigen, se formează apă și dioxid de carbon.

În mod ideal, reacția de ardere completă a combustibilului ar trebui să arate astfel: C n H 2n+2 + (1,5n+0,5) O 2 = nCO 2 + (n+1) H 2 O. În realitate, motoarele cu ardere internă nu sunt atât de eficiente. Să presupunem că, dacă oxigenul nu este suficient în timpul reacției, se formează CO ca rezultat al reacției. Și cu o lipsă mai mare de oxigen se formează funingine (C).

Formarea plăcilor pe metale ca urmare a oxidării (rugina pe fier, patina pe cupru, întunecarea argintului) - tot din categoria fenomenelor chimice casnice.

Să luăm ca exemplu fierul. Ruginirea (oxidarea) are loc sub influența umidității (umiditatea aerului, contact direct cu apa). Rezultatul acestui proces este hidroxidul de fier Fe 2 O 3 (mai precis, Fe 2 O 3 * H 2 O). Îl puteți vedea ca o acoperire liberă, aspră, portocalie sau maro-roșcată pe suprafața produselor metalice.

Un alt exemplu este acoperirea verde (patină) pe suprafața obiectelor din cupru și bronz. Se formează în timp sub influența oxigenului atmosferic și a umidității: 2Cu + O 2 + H 2 O + CO 2 \u003d Cu 2 CO 5 H 2 (sau CuCO 3 * Cu (OH) 2). Carbonatul de cupru bazic rezultat se găsește și în natură sub formă de malachit mineral.

Și un alt exemplu de reacție oxidativă lentă a unui metal în condiții domestice este formarea unui strat întunecat de sulfură de argint Ag 2 S pe suprafața obiectelor de argint: bijuterii, tacâmuri etc.

„Răspunderea” pentru apariția sa este suportată de particulele de sulf, care sunt prezente sub formă de hidrogen sulfurat în aerul pe care îl respirăm. Argintul se poate închide, de asemenea, la contactul cu care conțin sulf Produse alimentare(ouă, de exemplu). Reacția arată astfel: 4Ag + 2H 2 S + O 2 = 2Ag 2 S + 2H 2 O.

Să ne întoarcem la bucătărie. Aici puteți lua în considerare câteva fenomene chimice mai interesante: formarea depunerilor în ibric unul din ei.

În condiții casnice, nu există apă pură din punct de vedere chimic; sărurile metalice și alte substanțe sunt întotdeauna dizolvate în ea în diferite concentrații. Dacă apa este saturată cu săruri de calciu și magneziu (hidrocarbonați), se numește tare. Cu cât concentrația de sare este mai mare, cu atât apa este mai dură.

Când o astfel de apă este încălzită, aceste săruri se descompun în dioxid de carbon și un precipitat insolubil (CaCO3 șimgCO 3). Puteți observa aceste depuneri solide privind în fierbător (și, de asemenea, uitându-vă la elementele de încălzire ale mașinilor de spălat, mașinilor de spălat vase și fierelor de călcat).

Pe lângă calciu și magneziu (din care se formează solzi de carbonat), fierul este adesea prezent în apă. În timpul reacțiilor chimice de hidroliză și oxidare, din aceasta se formează hidroxizi.

Apropo, când sunteți pe cale să scăpați de calcarul din ibric, puteți observa un alt exemplu de chimie distractivă în viața de zi cu zi: oțetul obișnuit de masă și acidul citric se descurcă bine cu depunerile. Ibric cu o soluție de oțet / acid citric iar apa clocotește, după care cântarul dispare.

Și fără un alt fenomen chimic, nu ar exista plăcinte și chifle delicioase ale mamei: vorbim despre stingerea sifonului cu otet.

Când mama stinge sifonul într-o lingură cu oțet, are loc următoarea reacție: NaHCO 3 + CH 3 COOH=CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 . Dioxidul de carbon rezultat tinde să părăsească aluatul - și astfel își schimbă structura, îl face poros și liber.

Apropo, îi poți spune mamei tale că nu este deloc necesar să stingi sifonul - ea va reacționa oricum când aluatul va intra în cuptor. Reacția, totuși, va merge puțin mai rău decât atunci când soda este stinsă. Dar la o temperatură de 60 de grade (și de preferință 200), soda se descompune în carbonat de sodiu, apă și același dioxid de carbon. Adevărat, gustul plăcintelor și chiflelor gata preparate poate fi mai rău.

Lista fenomenelor chimice de uz casnic nu este mai puțin impresionantă decât lista unor astfel de fenomene din natură. Datorită lor, avem drumuri (fabricarea asfaltului este un fenomen chimic), case (arre cărămizi), țesături frumoase pentru haine (vopsit). Dacă te gândești la asta, devine clar cât de multifațetă și de interesantă este știința chimiei. Și cât de mult beneficii pot fi obținute din înțelegerea legilor sale.

Printre multe, multe fenomene inventate de natură și om, există unele deosebite greu de descris și explicat. Acestea includ, de asemenea apă arzând. Cum se poate, te întrebi, pentru că apa nu arde, ci stinge focul? Cum poate arde? Și iată chestia.

Arderea apei este un fenomen chimic, la care legăturile oxigen-hidrogen sunt rupte în apă cu un amestec de săruri sub influența undelor radio. Rezultatul este oxigenul și hidrogenul. Și, desigur, nu apa în sine arde, ci hidrogenul.

În același timp, atinge o temperatură de ardere foarte ridicată (mai mult de o mie și jumătate de grade), plus apă se formează din nou în timpul reacției.

Acest fenomen a fost mult timp de interes pentru oamenii de știință care visează să învețe cum să folosească apa ca combustibil. De exemplu, pentru mașini. Până acum, acesta este ceva din domeniul fanteziei, dar cine știe ce vor putea inventa oamenii de știință foarte curând. Una dintre principalele probleme este că atunci când apa arde, se eliberează mai multă energie decât este cheltuită pentru reacție.

Apropo, ceva similar poate fi observat în natură. Potrivit unei teorii, undele mari mari, care apar ca de nicăieri, sunt de fapt rezultatul unei explozii de hidrogen. Electroliza apei, care duce la aceasta, se efectuează datorită pătrunderii descărcărilor electrice (fulgere) pe suprafața apei sărate a mărilor și oceanelor.

Dar nu numai în apă, ci și pe uscat, se pot observa fenomene chimice uimitoare. Dacă ai avea ocazia să vizitezi o peșteră naturală, cu siguranță ai putea vedea „țurțuri” naturale bizare, frumoase, atârnând de tavan - stalactite. Cum și de ce apar ele se explică printr-un alt fenomen chimic interesant.

Un chimist, privind o stalactită, vede, desigur, nu un țurț, ci carbonat de calciu CaCO 3. Baza formării sale sunt ape uzate, calcar natural, iar stalactita în sine este construită datorită precipitării carbonatului de calciu (creștere în jos) și a forței de aderență a atomilor din rețeaua cristalină (creștere în lățime).

Apropo, formațiuni similare se pot ridica de la podea la tavan - se numesc stalagmite. Și dacă stalactitele și stalagmitele se întâlnesc și se unesc în coloane solide, ele primesc un nume stalagnează.

Concluzie

Multe fenomene chimice uimitoare, frumoase, precum și periculoase și înfricoșătoare apar în lume în fiecare zi. Din mulți, omul a învățat să beneficieze: creează Materiale de construcție, pregătește mâncarea, face ca vehiculele să parcurgă distanțe lungi și multe altele.

Fără multe fenomene chimice, existența vieții pe pământ nu ar fi posibilă: fără stratul de ozon, oamenii, animalele, plantele nu ar supraviețui din cauza razelor ultraviolete. Fără fotosinteza plantelor, animalele și oamenii nu ar avea nimic de respirat, iar fără reacțiile chimice ale respirației, această problemă nu ar fi deloc relevantă.

Fermentarea face posibilă gătirea alimentelor, iar fenomenul chimic similar de putrefacție descompune proteinele în compuși mai simpli și le readuce la ciclul substanțelor din natură.

Formarea oxidului atunci când cuprul este încălzit, însoțită de o strălucire strălucitoare, arderea magneziului, topirea zahărului etc., sunt de asemenea considerate fenomene chimice. Și găsiți-le o utilizare utilă.

site-ul, cu copierea integrală sau parțială a materialului, este necesară un link către sursă.

Pentru ultima 200 de ani de umanitate a studiat proprietățile substanțelor mai bine decât în ​​întreaga istorie a dezvoltării chimiei. Desigur, și numărul de substanțe crește rapid, acest lucru se datorează în primul rând dezvoltării diverse metode care primesc substante.

În viața de zi cu zi întâlnim multe substanțe. Printre acestea se numără apa, fierul, aluminiul, plasticul, sifonul, sarea și multe altele. Substanțele care există în natură, precum oxigenul și azotul conținute în aer, substanțele dizolvate în apă și care au o origine naturală, se numesc substanțe naturale. Aluminiul, zincul, acetona, varul, sapunul, aspirina, polietilena si multe alte substante nu exista in natura.

Sunt obținute în laborator și produse de industrie. Substanțele artificiale nu apar în natură, ele sunt create din substanțe naturale. Unele substanțe care există în natură pot fi obținute și într-un laborator chimic.

Deci, atunci când permanganatul de potasiu este încălzit, oxigenul este eliberat, iar când creta este încălzită - dioxid de carbon. Oamenii de știință au învățat cum să transforme grafitul în diamant, să crească cristale de rubin, safir și malachit. Deci, alături de substanțele de origine naturală, există o mare varietate de substanțe create artificial care nu se găsesc în natură.

Substanțele care nu se găsesc în natură sunt produse la diferite întreprinderi: fabrici, uzine, combine etc.

În condițiile epuizării resurselor naturale ale planetei noastre, chimiștii se confruntă acum sarcină importantă: să dezvolte și să implementeze metode prin care să fie posibilă artificial, într-un laborator, sau productie industriala, obțineți substanțe care sunt analoge ale substanțelor naturale. De exemplu, rezervele de combustibili fosili din natură se epuizează.

Poate veni un moment în care petrolul și gazele naturale se epuizează. Deja se dezvoltă noi tipuri de combustibil care ar fi la fel de eficient, dar care nu ar polua mediul. Până în prezent, omenirea a învățat să obțină artificial diverse pietre prețioase, precum diamante, smaralde, beril.

Starea agregată a materiei

Substanțele pot exista în mai multe stări de agregare, dintre care trei le cunoașteți: solid, lichid, gazos. De exemplu, apa în natură există în toate cele trei stări de agregare: solid (sub formă de gheață și zăpadă), lichid (apă lichidă) și gazos (vapori de apă). Sunt cunoscute substanțe care nu pot exista în condiții normale în toate cele trei stări de agregare. Un exemplu în acest sens este dioxidul de carbon. La temperatura camerei, este un gaz inodor și incolor. La -79°С această substanță „îngheață” și trece într-o stare solidă de agregare. Numele de uz casnic (trivial) pentru o astfel de substanță este „gheață uscată”. Acest nume este dat acestei substanțe datorită faptului că „gheața carbonică” se transformă în dioxid de carbon fără a se topi, adică fără a trece la o stare lichidă de agregare, care este prezentă, de exemplu, în apă.

Astfel, se poate trage o concluzie importantă. Când o substanță trece de la o stare de agregare la alta, ea nu se transformă în alte substanțe. Însuși procesul unei schimbări, transformare, se numește fenomen.

fenomene fizice. Proprietățile fizice ale substanțelor.

Fenomenele în care substanțele modifică starea de agregare, dar nu se transformă în alte substanțe, se numesc fizice. Fiecare substanță individuală are anumite proprietăți. Proprietățile substanțelor pot fi diferite sau similare între ele. Fiecare substanță este descrisă folosind un set de proprietăți fizice și chimice. Să luăm ca exemplu apa. Apa îngheață și se transformă în gheață la o temperatură de 0°C și fierbe și se transformă în abur la o temperatură de +100°C. Aceste fenomene sunt fizice, deoarece apa nu s-a transformat în alte substanțe, are loc doar o schimbare a stării de agregare. Aceste puncte de îngheț și de fierbere sunt proprietăți fizice specifice apei.

Proprietățile substanțelor care sunt determinate prin măsurători sau vizual în absența transformării unor substanțe în altele se numesc fizice.

Evaporarea alcoolului, ca și evaporarea apei- fenomene fizice, substanţe modifică în acelaşi timp starea de agregare. După experiment, vă puteți asigura că alcoolul se evaporă mai repede decât apa - acestea sunt proprietățile fizice ale acestor substanțe.

Principalele proprietăți fizice ale substanțelor includ următoarele: stare de agregare, culoare, miros, solubilitate în apă, densitate, punct de fierbere, punct de topire, conductivitate termică, conductivitate electrică. Proprietăți fizice precum culoarea, mirosul, gustul, forma cristalelor pot fi determinate vizual, folosind simțurile, iar densitatea, conductibilitatea electrică, punctele de topire și de fierbere sunt determinate prin măsurare. Informațiile despre proprietățile fizice ale multor substanțe sunt colectate în literatura specială, de exemplu, în cărți de referință. Proprietățile fizice ale unei substanțe depind de starea sa de agregare. De exemplu, densitatea gheții, a apei și a vaporilor de apă este diferită.

Oxigenul gazos este incolor, iar oxigenul lichid este albastru. Cunoașterea proprietăților fizice ajută la „recunoașterea” a multor substanțe. De exemplu, cupru- singurul metal roșu. Doar sarea de masă are gust sărat. iod- un solid aproape negru care se transformă într-un vapor violet când este încălzit. În cele mai multe cazuri, pentru a defini o substanță, trebuie luate în considerare câteva dintre proprietățile acesteia. Ca exemplu, caracterizăm proprietățile fizice ale apei:

• culoare - incolor (într-un volum mic)
• miros - inodor
• stare de agregare - în condiții normale, lichid
• densitate - 1 g / ml,
• punctul de fierbere - +100°С
• punctul de topire - 0°С
• conductivitate termică - scăzută
• conductivitate electrică - apa pura nu conduce electricitatea

Substanțe cristaline și amorfe

Când se descrie proprietățile fizice ale solidelor, se obișnuiește să se descrie structura substanței. Dacă te uiți la o probă de sare de masă sub o lupă, vei observa că sarea constă din multe cristale minuscule. Cristale foarte mari pot fi găsite și în depozitele de sare. Cristalele sunt corpuri solide care au forma unor poliedre regulate. Cristalele pot fi de diferite forme și dimensiuni. Cristale din anumite substanțe, cum ar fi masa sare – fragil, ușor de spart. Sunt cristale destul de dure. De exemplu, unul dintre cele mai dure minerale este diamantul. Dacă te uiți la cristalele de sare la microscop, vei observa că toate au o structură similară. Dacă luăm în considerare, de exemplu, particulele de sticlă, atunci toate vor avea o structură diferită - astfel de substanțe se numesc amorfe. Substanțele amorfe includ sticla, amidonul, chihlimbarul, ceara de albine. Substanțe amorfe - substanțe care nu au o structură cristalină

fenomene chimice. Reactie chimica.

Dacă, în fenomenele fizice, substanțele, de regulă, schimbă doar starea de agregare, atunci în fenomenele chimice, unele substanțe se transformă în alte substanțe. Iată câteva exemple simple: arderea unui chibrit este însoțită de carbonizarea lemnului și eliberarea de substante gazoase, adică are loc o transformare ireversibilă a lemnului în alte substanțe. Alt exemplu:în timp, sculpturile din bronz devin acoperite cu un strat verde. Acest lucru se datorează faptului că bronzul conține cupru. Acest metal interacționează lent cu oxigenul, dioxidul de carbon și umiditatea aerului, ca urmare, pe suprafața sculpturii se formează noi substanțe verzi. Fenomene chimice - fenomenele de transformare a unei substanțe în alta Procesul de interacțiune a substanțelor cu formarea de noi substanțe se numește reacție chimică. Reacțiile chimice au loc peste tot în jurul nostru. Reacțiile chimice au loc în noi înșine. În corpul nostru au loc în mod constant transformări ale multor substanțe, substanțele reacționează între ele, formând produse de reacție. Astfel, într-o reacție chimică există întotdeauna substanțe care reacționează și substanțe formate ca urmare a reacției.

• Reactie chimica- procesul de interacțiune a substanțelor, în urma căruia se formează noi substanțe cu proprietăți noi
• Reactivi- substanţe care intră într-o reacţie chimică
• Produse- substanţe formate în urma unei reacţii chimice

O reacție chimică este reprezentată în termeni generali printr-o schemă de reacție REACTIVI -> PRODUSE

• reactivi– substanțele inițiale luate pentru reacție;
• produse- substanţe noi formate în urma reacţiei.

Orice fenomen (reacție) chimic este însoțit de anumite semne, cu ajutorul cărora se pot distinge fenomenele chimice de cele fizice. Astfel de semne includ o schimbare a culorii substanțelor, eliberarea de gaz, formarea unui precipitat, eliberarea de căldură și emisia de lumină.

Multe reacții chimice sunt însoțite de eliberarea de energie sub formă de căldură și lumină. De regulă, astfel de fenomene sunt însoțite de reacții de ardere. În reacțiile de combustie în aer, substanțele reacționează cu oxigenul conținut în aer. Deci, de exemplu, metalul de magneziu se aprinde și arde în aer cu o flacără orbitoare strălucitoare. De aceea, blitzul de magneziu a fost folosit pentru realizarea de fotografii în prima jumătate a secolului al XX-lea. În unele cazuri, este posibil să se elibereze energie sub formă de lumină, dar fără eliberarea de căldură. Una dintre speciile de plancton din Pacific este capabilă să emită o lumină albastră strălucitoare, vizibilă clar în întuneric. Eliberarea de energie sub formă de lumină este rezultatul unei reacții chimice care are loc în organismele acestui tip de plancton.

Rezumatul articolului:

• Există două grupe mari de substanțe: substanțe de origine naturală și artificială.
• În condiții normale, substanțele pot fi în trei stări de agregare
• Proprietățile substanțelor care sunt determinate prin măsurători sau vizual în absența transformării unor substanțe în altele se numesc fizice.
• Cristalele sunt corpuri solide care au forma unor poliedre regulate.
• Substanțe amorfe - substanțe care nu au o structură cristalină
• Fenomene chimice - fenomenele de transformare a unei substanțe în alta
• Reactivii sunt substanțe care intră într-o reacție chimică.
• Produse - substanțe formate ca urmare a unei reacții chimice
• Reacțiile chimice pot fi însoțite de eliberarea de gaz, sediment, căldură, lumină; schimbarea culorii substanțelor
• Arderea este un proces fizic și chimic complex de transformare a materiilor prime în produse de ardere în timpul unei reacții chimice, însoțit de eliberare intensă de căldură și lumină (flacără)

Modificările fizice nu sunt asociate cu reacțiile chimice și cu crearea de noi produse, cum ar fi topirea gheții. De regulă, astfel de transformări sunt reversibile. Pe lângă exemplele de fenomene fizice, în natură și în viața de zi cu zi există și transformări chimice în care se formează noi produse. Astfel de fenomene chimice (exemplele vor fi discutate în articol) sunt ireversibile.

Modificări chimice

Schimbarea chimică poate fi considerată ca orice fenomen care permite oamenilor de știință să măsoare proprietățile chimice. Multe reacții sunt, de asemenea, exemple de fenomene chimice. Deși nu este întotdeauna ușor de spus că a avut loc o schimbare chimică, există câteva semne revelatoare. Ce sunt fenomenele chimice? Să dăm exemple. Aceasta poate fi o schimbare a culorii substanței, a temperaturii, formarea de bule sau (în lichide) precipitații. Următoarele exemple de fenomene chimice din viață pot fi date:

1. Rugina pe fier.
2. Arde lemne.
3. Metabolismul alimentelor în organism.
4. Amestecarea acidului și alcalinei.
5. Gătirea unui ou.
6. Digestia zahărului prin amilază din salivă.
7. Amestecând bicarbonat de sodiu și oțet în coacere pentru a produce dioxid de carbon gazos.
8. Coacerea unei plăcinte.
9. Galvanizarea metalelor.
10. baterii.
11. Explozie cu artificii.
12. Banane putrezite.
13. Formarea produșilor de acid lactic.

Și aceasta nu este toată lista. Puteți lua în considerare unele dintre aceste puncte mai detaliat.

Foc exterior folosind lemne

Focul este, de asemenea, un exemplu de fenomen chimic. Aceasta este oxidarea rapidă a unui material într-un mod exotermic proces chimic ardere, eliberare de căldură, lumină și diverși produși de reacție. Focul este fierbinte deoarece legătura dublă slabă din oxigenul molecular O2 este transformată în legături mai puternice în produșii de combustie ai dioxidului de carbon și a apei. Se eliberează multă energie (418 kJ la 32 g O2); energiile de legare ale combustibilului joacă aici doar un rol minor. La un anumit punct al reacției de ardere, numit punct de aprindere, se formează o flacără.

Aceasta este partea vizibilă a incendiului, care constă în principal din dioxid de carbon, vapori de apă, oxigen și azot. Dacă temperatura este suficient de ridicată, gazele pot deveni ionizate pentru a forma o plasmă. În funcție de ce substanțe sunt aprinse și de ce impurități sunt furnizate din exterior, culoarea flăcării și intensitatea focului vor fi diferite. Focul în forma sa cea mai comună poate declanșa un incendiu care poate provoca daune fizice atunci când este ars. Focul este un proces important care afectează sistemele ecologice din întreaga lume. Efectele pozitive ale focului includ stimularea creșterii și menținerea diverselor sisteme ecologice.

Rugini

La fel ca focul, procesul de ruginire este, de asemenea, un proces oxidativ. Doar nu la fel de repede. Rugina este oxid de fier, de obicei un oxid roșu, format prin reacția redox a fierului și oxigenului în prezența apei sau a aerului. Mai multe forme de rugină diferă atât vizual, cât și spectroscopic și se formează în circumstanțe diferite. Având suficient timp, oxigen și apă, orice masă de fier se transformă complet în rugină și se descompune. Partea de suprafață a acestuia este fulgioasă și liberă și nu protejează fierul subiacent, spre deosebire de formarea patinei pe suprafețele de cupru.

Un exemplu de fenomen chimic, rugina este un termen general pentru coroziunea fierului și a aliajelor acestuia, cum ar fi oțelul. Multe alte metale suferă o coroziune similară, dar oxizii rezultați nu sunt de obicei denumiți rugină. Alte forme ale acestei reacții există ca rezultat al reacției dintre fier și clorură într-un mediu lipsit de oxigen. Un exemplu este bara de armare folosită în stâlpii de beton subacvatici, care generează rugina verde.

Cristalizare

Un alt exemplu de fenomen chimic este creșterea cristalelor. Acesta este un proces în care un cristal preexistent devine mai mare pe măsură ce numărul de molecule sau ioni crește în pozițiile lor în rețeaua cristalină. Un cristal este definit ca atomi, molecule sau ioni aranjați într-un model ordonat, care se repetă, o rețea cristalină care se extinde prin toate cele trei dimensiuni spațiale. Astfel, creșterea cristalelor diferă de creșterea unei picături lichide prin aceea că în timpul creșterii, moleculele sau ionii trebuie să cadă în pozitii corecte zăbrele astfel încât să poată crește un cristal ordonat.

Când moleculele sau ionii cad într-o poziție diferită de pozițiile din rețeaua cristalină ideală, se formează defecte de cristal. De regulă, moleculele sau ionii din rețeaua cristalină sunt prinse în sensul că nu se pot deplasa din pozițiile lor și, prin urmare, creșterea cristalelor este adesea ireversibilă, deoarece atunci când moleculele sau ionii cad la locul lor în rețeaua în creștere, ele sunt fixat în ea. Cristalizarea este un proces comun atât în ​​industrie, cât și în lumea naturală, iar cristalizarea este în general înțeleasă ca fiind compusă din două procese. Dacă înainte nu a existat un cristal, atunci cristal nou trebuie să se nască, iar apoi trebuie să sufere o creștere.

Originea chimică a vieții

Originea chimică a vieții se referă la condițiile care ar fi putut exista și, prin urmare, au contribuit la apariția primelor forme de viață duplicate.

Principalul exemplu de fenomene chimice din natură este viața însăși. Se crede că o combinație de reacții fizice și chimice ar putea duce la apariția primelor molecule, care, fiind reproduse, au dus la apariția vieții pe planetă.

Stăpânind acest subiect, vei putea:

Înțelegeți esența fenomenelor fizice și chimice, distingeți-le;

Dați exemple de fenomene chimice care apar în natură și viața de zi cu zi;

Observați cursul reacțiilor chimice după anumite semne;

Efectuează în mod independent experimente de laborator, caracterizează cursul acestora, descrie observații, trage concluzii;

Pentru a forma abilități și a dobândi experiență în studiul experimental al substanțelor și al proprietăților acestora.

Amintiți-vă din cursul istoriei naturale ceea ce se numește fenomene. Enumerați grupurile de fenomene cunoscute de dvs.

Fenomene (transformari) fizico-chimice. Lumea din jurul nostru este în continuă schimbare. După cum știți deja, ele se numesc fenomene.

Studierea subiectului „Lumea fenomenelor în care trăiește o persoană” în cursul istoriei naturale v-a oferit ocazia de a vă familiariza mai mult cu fenomenele fizice - mecanice, sonore, termice, luminoase (Fig. 46), magnetice și electrice și unele a caracteristicilor lor.

Dați exemple ale fenomenelor fizice de mai sus. Gândește-te și dă un răspuns la întrebarea: în timpul acestor fenomene, distrugerea unor substanțe și formarea altora?

Evident nu. Deci, apariția înghețului pe copaci în timpul unui sezon umed și rece, o scădere a conținutului de apă din rezervoare pe vreme fără ploaie și precipitațiile sunt fenomene asociate cu o schimbare a stării de agregare a apei ca urmare a modificării conditii de temperaturaîn natură.

Orez. 46. ​​Fulgerul

Este posibil să observați astfel de schimbări odată cu transformarea apei în viața de zi cu zi? Cum să le implementăm?

Știți deja că gerul, vaporii de apă, apa sunt una și aceeași substanță, a cărei compoziție a moleculei corespunde formulei chimice H 2 O.

La temperatura camerei, iodul este un solid, cristalin, întunecat Violet cu substanță cu luciu scăzut. În cazul încălzirii, cristalele de iod se transformă imediat într-un vapor violet intens, iar la răcire, vaporii cristalizează din nou (ocolind starea lichidă). De asemenea, aceste transformări nu sunt asociate cu o modificare a compoziției substanței: atât în ​​stadiul solid, cât și în cel gazos, molecula de iod este formată din doi atomi, ceea ce corespunde formulei și 2.

Numiți bucățile de sticlă pe care le cunoașteți din viața de zi cu zi.

Producția de produse din sticlă se bazează pe furnizarea acestora diverse forme. Compoziția sticlei rămâne neschimbată. Capacitatea anumitor substanțe de a se extinde sau de a se contracta odată cu schimbările de temperatură este, de asemenea, o schimbare fizică.

Amintiți-vă ce semne sunt o manifestare a proprietăților fizice ale substanțelor.

Deci, proprietățile fizice, datorită cărora putem observa fenomene fizice, includ: modificarea formei, culoarea, mirosul, gustul, strălucirea, densitatea, conductibilitatea electrică și termică, punctele de topire și de fierbere, plasticitatea și altele asemenea. Prezența lor nu modifică compoziția substanței.

Cu toate acestea, chimia studiază fenomenele chimice în timpul cărora unele substanțe sunt distruse și altele se formează. De exemplu, arde un fenomen cunoscut de tine din viața de zi cu zi gaz natural, care constă în principal din molecule de materie organică metan CH 4 (Fig. 47). Acest proces are loc în prezența oxigenului gazos.

Investigam experimental ce se formează în urma arderii metanului. Vom efectua un experiment demonstrativ și vom efectua următorii pași.

1. Țineți un obiect rece peste flacără pentru câteva secunde. Picăturile de apă se condensează pe ea. Aceasta înseamnă că în timpul arderii metanului se formează vapori de apă (Fig. 48).

Orez. 47. Arderea gazelor naturale

Orez. 48. Formarea apei

2. Înmuiați eprubeta cu apă de var (o soluție de var în apă) și țineți-o din nou timp de ceva timp peste flacăra metanului inflamabil. Pereții eprubetei devin tulburi rapid. Acesta este un semn al prezenței dioxidului de carbon în produsele de ardere.

Deci, în urma interacțiunii metanului cu oxigenul, s-au format două substanțe: apă și dioxid de carbon. Cu alte cuvinte, moleculele de metan și oxigen și moleculele formate de apă și dioxid de carbon au fost distruse (Fig. 49).

Orez. 49. Schema transformărilor în timpul arderii metanului:

a este o moleculă de metan; b - două molecule de oxigen; c - atom de carbon; d - patru atomi de hidrogen; G - patru atomi de oxigen; e - molecula de dioxid de carbon; c - două molecule de apă

Când pulberea de fier este încălzită cu sulf, se formează o substanță cristalină complexă - sulfura de fer (II), care prezintă proprietăți complet diferite față de substanțele originale (Fig. 50).

Orez. 50. Schema formării sulfurei de fer (II): a - sulf; 6 - fier; c - sulfură de fer (II).

Transformările, în care distrugerea unor substanțe și formarea altora, se numesc fenomene chimice sau reacții chimice.

Pentru nevoile de construcție se folosește var (denumirea chimică este hidroxid de calciu, formula Ca (OH) 2. Pentru a-l obține trebuie efectuate două reacții: 1) descompunerea calcarului CaCO 3 (carbonat de calciu) pentru a se obține var nestins CaO (oxid de calciu) și 2 ) o combinație de oxid de calciu cu apă (cum se spune, „stinge varul”).

Deci, vedem că în cursul reacțiilor chimice există întotdeauna substanțe care intră în reacție și substanțe care se formează după reacție.

Substanțele care intră într-o reacție se numesc substanțe inițiale, sau reactivi, iar acele substanțe care se formează după reacție se numesc produse sau substanțe finale.

În cele două reacții descrise mai sus, care au o mare importanță practică pentru om, substanțele inițiale au fost: carbonat de calciu - în prima, oxid de calciu și apă - în a doua. Produșii de reacție sunt oxid de calciu și dioxid de carbon în primul, hidroxid de calciu în al doilea. Cunoscând formulele chimice ale substanțelor și produselor inițiale, cursul reacției poate fi descris prin diagrame:

(2)

Săgeata sus înseamnă degajare de gaz.

Crezi că fenomenele fizice și reacțiile chimice apar simultan sau sunt interconectate?

Fenomene care însoțesc reacțiile chimice. Știința a dovedit că fiecare reacție chimică este însoțită de una sau mai multe manifestări externe. Acest lucru face posibilă tragerea de concluzii despre cursul reacțiilor. Să le luăm în considerare pe cele principale cu ajutorul experimentelor demonstrative.

Schimbarea culorii substanțelor

Experiență 1. Pentru detectarea soluțiilor alcaline se folosește indicatorul fenolftaleină - o substanță care își schimbă culoarea într-un mediu alcalin. Dacă la o soluție de fenolftaleină se adaugă o soluție de hidroxid de sodiu, aceasta din urmă își va schimba culoarea în purpuriu. Adăugând la acest amestec de acid clorhidric, observați decolorarea. Aceasta înseamnă că acidul neutralizează alcalii. Cursul reacției interacțiunii unei alcalii cu un acid poate fi scris după cum urmează:

NaOH + Hcl → NaCl + H2O (3)

Fenolftaleina a fost un indicator pentru a detecta progresul reacției.

Experiența 2. Se observă o schimbare a culorii când o placă de cupru este calcinată într-o flacără (Fig. 51). Cuprul, care de obicei are o culoare roșie, este acoperit cu un strat negru. Această placă este o substanță nou formată oxid de cupru (II) CuO. Schema de reacție va arăta astfel:

Figura 51. Coacerea unei farfurii de cupru

(4)

Precipitare sau dizolvare

Experimentul 3. Se toarnă o soluție de clorură de ferum(ІІІ) într-un pahar. Această soluție are culoarea galbenă. Adăugați câteva picături de soluție de hidroxid de sodiu (alcali). Vom observa două fenomene simultan - conținutul paharului devine maro (prin urmare, culoarea s-a schimbat), iar ulterior substanța borax se depune pe fund - s-a format un precipitat (Fig. 52). Boraxul este un hidroxid de fer (III) nou format. Schema de reactie:

(5)

Săgeata în jos indică precipitarea în timpul reacției.

Figura 52. Precipitarea hidroxidului de ferum(III).

Experiența 4. Dacă la un precipitat proaspăt de acid clorhidric hidroxid de fer (III), atunci precipitatul se dizolvă cu formarea unei substanțe galbene solubile în apă - clorură de fer (III):

(6)

Ce alt semn va apărea în timpul dizolvării precipitatului?

Evoluția gazelor

Unele transformări chimice sunt însoțite de formarea (eliberarea) de gaz.

Experimentul 5. Într-o eprubetă în care este plasată o placă de zinc, acid clorură dol'mo. Mai întâi, pe placă se formează bule mici (Fig. 53), care ulterior se desprind de suprafața zincului și ies în evidență. Acesta este hidrogen gazos. Schema de reactie:

Zn + HCl → ZnCl 2 + H 2 (7)

Pentru a vă asigura că hidrogenul este eliberat în timpul reacției, aprindeți cu grijă gazul. Se aprinde în aer și arde cu o flacără albastră. Are loc următoarea reacție:

H2 + O2 → H2O (8)

Figura 53. Formarea bulelor de hidrogen pe o placă de zinc

Emisia de căldură și lumină

Astfel de reacții sunt cunoscute omenirii încă de la momentul utilizării lor. Aceasta este arderea lemnului și a altor combustibili. Ei au dat impuls utilizării încălzirii spațiului, fabricării de torțe pentru iluminarea încăperilor, străzilor și altele asemenea.

Amintiți-vă și numiți ce substanțe cunoașteți care intră în reacții de ardere.

Experiența 6. Să aprindem un chibrit sau o torță uscată și să observăm ce se întâmplă.

Explicați singuri de ce fenomene este însoțită această reacție.

Cea mai simplă schemă de reacție de ardere este arderea carbonului:

C + O 2 → CO 2 (9)

Căldura și lumina sunt eliberate nu numai în timpul arderii substanțelor simple de carbon, fosfor, magneziu, ci și a celor complexe. De exemplu, gaze naturale, alcool.

Absorbție de căldură

Acest fenomen este însoțit de toate reacțiile care apar la încălzire (reacția cuprului cu oxigenul). Un bun exemplu de absorbție a căldurii din mediu inconjurator cu dizolvarea clorurii de amoniu NH 4 Cl în apă.

Experiența 7. Punem un pahar cu clorură de amoniu pe un substrat umed și o praf de apă, amestecând conținutul cu o baghetă de sticlă. În timpul dizolvării, clorura de amoniu absoarbe atât de multă căldură încât sticla îngheață pe suport (Fig. 54).

Figura 54. Dizolvarea clorurii de amoniu în apă

Apariția unui miros

Acest lucru mai mare este asociat cu formarea de compuși parfumați. De exemplu, apariția unui miros ciudat de prospețime după o furtună se explică prin formarea de molecule de ozon O 3 în aer. Reacția constă în rearanjarea moleculelor de oxigen în molecule de ozon la temperaturi ridicate în timpul descărcărilor electrice. Schematic, reacția poate fi scrisă după cum urmează:

O 2 → O 3 (10)

Experimentul 8 (realizat sub tensiune). Se toarnă sare uscată - clorură de amoniu pe fundul eprubetei și se adaugă o soluție de hidroxid de sodiu cu un volum de 2-3 ml în ea. Există modificări? Ce evenimente însoțesc reacția?

Având în vedere cele de mai sus, ajungem la concluzia că transformările chimice sunt însoțite de anumite fenomene; ele permit observarea manifestărilor externe ale cursului reacțiilor chimice.

Experiență de laborator 3

Efectuarea reacțiilor chimice

Sarcina 1. Aprindeți un chibrit, apoi aprindeți o lampă cu spirit. La ce te uiti?

Sarcina 2. Pune o bucată mică de cretă într-o eprubetă. Adăugați oțet astfel încât să acopere creta. Explicați-vă observațiile.

Sarcina 3. Se toarnă o soluție albastră de sulfat de cupru (II) într-o eprubetă cu un volum de 1,5-2 ml. Adăugați soluție de hidroxid de sodiu. La ce te uiti? Credeai că a fost o reacție chimică?

Sarcina 4. Adăugați acid clorhidric la precipitatul format în experimentul anterior. Explicați observațiile. Justificați-le.

Rezumați cunoștințele dvs. despre reacțiile chimice.

Metode de cercetare în chimie. În § 4 v-ați familiarizat parțial cu metodele de cercetare. Chimia ca știință experimentală în cercetarea sa folosește pe scară largă metoda observației și experimentului, care nu se exclud reciproc, dar adesea se completează reciproc. Să extindem aceste informații.

Observațiile sunt considerate în știință ca o percepție intenționată, special organizată a obiectelor și fenomenelor, datorită sarcinii de activitate. Particularitatea acestei metode constă în faptul că se bazează pe munca simțurilor și este una dintre modalitățile de a completa cunoștințele din lumea exterioară. Studiind chimia, ați văzut deja că metoda observației este folosită atunci când profesorul demonstrează obiecte și fenomene, modele, diagrame, diagrame, tabele, precum și experimente de laborator și lucrări practice. Manifestările externe care însoțesc reacțiile chimice sunt detectate în principal prin observație.

Cu toate acestea, există diferențe între observație și experiment. Nu toate fenomenele naturale pot fi observate în spațiu și timp. Dacă obiectul studiat este neobservabil, se creează modelul său. Această metodă se numește modelare.

Când efectuează experimente, oamenii de știință descoperă și stabilesc anumite modele.

Amintiți-vă de repetabilitatea proprietăților elementelor din sistemul periodic.

Pe baza tiparelor stabilite se formulează legile științei, care sunt prezentate în exprimare verbală sau matematică. Pentru a testa corectitudinea legilor, oamenii de știință au prezentat anumite ipoteze (ipoteze), care, la rândul lor, servesc la crearea unor teorii. Teoria combină experimentul, observațiile și faptele obținute cu ajutorul lor. De asemenea, poate deveni baza pentru prezicerea fenomenelor încă necunoscute științei.

Prin urmare, în timp ce observați demonstrațiile profesorului sau desfășurați lucrări de cercetare în timpul experimentelor de laborator și lucrărilor practice, încercați să observați cât mai atent posibil, conectați fenomenele observate cu concluziile teoretice și formați-vă propria viziune științifică și interpretare a tuturor proceselor. Această abordare a studiului chimiei îți pune o mulțime de întrebări, răspunsurile la care le vei putea găsi singur. Unde va deschide oportunitatea de a avea încredere în convingerile tale și de a-i convinge pe alții de ele.

REZUMAT ÎNVĂȚAT

Fenomenele chimice sunt fenomene în timpul cărora unele substanțe sunt distruse și se formează altele. Fenomenele chimice se numesc reacții chimice.

Fenomenele chimice sunt însoțite de anumite manifestări externe, conform cărora se trag concluzii despre cursul reacțiilor. Acestea sunt: ​​schimbarea culorii, precipitațiile, degajarea de gaze, mirosul, degajarea căldurii și luminii.

Substanțele care intră în reacții chimice se numesc inițiale sau reactivi, iar cele care se formează în timpul reacției se numesc produse sau substanțe finale.

Studiul substanțelor și fenomenelor se realizează cu ajutorul metodelor de observare, modelare și experimentare, pe baza cărora se formează legile și teoriile științei corespunzătoare.

SARCINI PENTRU CONTROLUL CUNOAȘTERII

1. Dați exemple: a) fizice; b) fenomenele chimice care apar în natură și cele pe care le-ați observat în laborator.

2. Enumeraţi fenomenele care însoţesc transformările chimice.

3. Introduceți cuvintele care lipsesc pentru a completa expresia. Substanțele care intră într-o reacție se numesc .... Produșii de reacție se numesc ... care se formează ... reacții.

Transformările chimice sunt...

4. Clasificați fenomenele în cele fizice și chimice: arderea unei lumânări, realizarea diverselor produse din polietilenă, înnegrirea unei plăci de cupru la încălzire, formarea miros urât din cauza ouălor putrezite, evaporarea unei soluții de clorură de sodiu, arderea magneziului, apariția picăturilor de apă pe ferestre, acrișarea laptelui, separarea unui amestec de pulberi de fier și sulf cu un magnet, apariția de rouă dimineața.

5. În scheme, desemnați substanțele inițiale și produșii de reacție. Citiți diagramele.

a) CO + O 2 -> CO 2 b) Cu + O 2 -> CuO

c) Fe + O 2 -> Fe 3 O 4 d) Hg + S → HgS

6. Ce modificări externe se observă în timpul unor astfel de transformări: a) fermentarea sucului de mere; b) topirea zahărului;

c) ruginirea produselor din fier; d) arderea cartofilor în timpul prăjirii?

7. Analizează cum au crescut cunoștințele tale despre fenomene și ce relații există între ele.

8. Descrieţi metodele de cercetare în chimie.

9. Explica ce alte stiinte ale naturii folosesc metode de cercetare cunoscute de tine.

EXPLORA CASE

Puneți 1/4 de linguriță în fundul a trei pahare bicarbonat de sodiuși adăugați pe rând: în primul - suc de varză murată, în al doilea - suc de lămâie sau o soluție de acid citric, în al treilea - chefir. La ce te uiti? Explicați fenomenele observate.