Що таке хімічне явище у хімії. Фізичні та хімічні явища. Зміни – єдина константа у Всесвіті

Динамічні зміни вбудовані у саму природу. Все змінюється однак кожен момент. Якщо ви уважно оглянетеся, ви знайдете сотні прикладів фізичних та хімічних явищ, які є цілком природними перетвореннями.

Зміни – єдина константа у Всесвіті

Як не дивно, зміна є єдиною константою у нашому Всесвіті. Щоб зрозуміти фізичні та хімічні явища (приклади у природі зустрічаються кожному кроці), прийнято класифікувати їх за типами, залежно від характеру кінцевого результату, викликаного ними. Розрізняють фізичні, хімічні та змішані зміни, які містять у собі і перші, і другі.

Фізичні та хімічні явища: приклади та значення

Що таке фізичне явище? Будь-які зміни, що відбуваються в речовині без зміни її хімічного складує фізичними. Вони характеризуються змінами фізичних атрибутів та матеріального стану (твердий, рідкий чи газоподібний), щільності, температури, обсягу, що відбуваються без зміни його фундаментальної хімічної структури. Не відбувається створення нових хімічних продуктів чи зміни загальної маси. Крім того, цей тип змін зазвичай є тимчасовим та в деяких випадках повністю оборотним.

Коли ви змішуєте хімікати в лабораторії, можна легко побачити реакцію, але у світі довкола вас відбувається безліч хімічних реакцій щодня. Хімічна реакція змінює молекули, тоді як фізична зміна лише перебудовує їх. Наприклад, якщо ми візьмемо газ хлору та металевий натрій та об'єднаємо їх, ми отримаємо столову сіль. Отримана речовина сильно відрізняється від будь-якої її складових частин. Це хімічна реакція. Якщо потім розчинити цю сіль у воді ми просто змішуємо молекули солі з молекулами води. У цих частках немає змін, це фізичне перетворення.

Приклади фізичних змін

Все складається з атомів. При поєднанні атомів утворюються різні молекули. Різні властивості, які успадковують об'єкти, є наслідком різних молекулярних чи атомних структур. Основні властивості об'єкта залежать від їхнього молекулярного розташування. Фізичні зміни відбуваються без зміни молекулярної чи атомної структури об'єктів. Вони просто перетворюють стан об'єкта, не змінюючи його природу. Плавлення, конденсація, зміна обсягу та випаровування є прикладами фізичних явищ.

Додаткові приклади фізичних змін: метал, що розширюється при нагріванні, передача звуку через повітря, замерзання води взимку в лід, мідь втягується в дроти, формування глини на різних об'єктах, морозиво плавиться до рідини, нагрівання металу та перетворення його в іншу форму, сублімація йоду при нагрівання, падіння будь-якого об'єкта під дією сили тяжіння, чорнило поглинаються крейдою, намагнічування залізних цвяхів, сніговик, що тане на сонці, лампи розжарювання, що світяться, магнітна левітація об'єкта.

Як розрізняти фізичні та хімічні зміни?

Безліч прикладів хімічних явищ і фізичних можна зустріти у житті. Часто важко визначити різницю між ними, особливо коли обидва можуть відбуватися одночасно. Щоб визначити фізичні зміни, поставте такі питання:

• Чи є стан стану об'єкта зміною (газоподібною, твердою та рідкою)?
• Чи зміна є чисто обмеженим фізичним параметром або характеристикою, такою як щільність, форма, температура або об'єм?
• Чи є хімічна природа об'єкта зміною?
• Чи виникають хімічні реакції, що призводять до створення нових продуктів?

Якщо відповіді на одне з перших двох питань так, і відповіді на наступні питання відсутні, це, швидше за все, це фізичне явище. І навпаки, якщо відповідь на будь-яке з двох останніх питань позитивна, тоді як перші два негативні, це, безумовно, хімічне явище. Трюк полягає у тому, щоб просто чітко спостерігати та аналізувати те, що ви бачите.

Приклади хімічних реакцій у повсякденному житті

Хімія відбувається в навколишньому світі, а не тільки в лабораторії. Матерія взаємодіє утворення нових продуктів у вигляді процесу, званого хімічної реакцією чи хімічним зміною. Щоразу, коли ви готуєте чи прибираєте, це хімія у дії. Ваше тіло живе та росте завдяки хімічним реакціям. Є реакції, коли ви приймаєте ліки, запалюєте сірник і зітхаєте. Ось 10 хімічних реакцій у повсякденному житті. Це лише невелика вибірка з тих прикладів фізичних і хімічних явищ у житті, які ви бачите і відчуваєте багато разів щодня:

1. Фотосинтез. Хлорофіл у листі рослин перетворює вуглекислий газ і воду в глюкозу та кисень. Це одна з найпоширеніших щоденних хімічних реакцій, а також одна з найважливіших, оскільки саме так рослини виробляють їжу для себе та тварин і перетворюють вуглекислий газ на кисень.
2. Аеробне клітинне дихання є реакцією з киснем у людських клітинах. Аеробне клітинне дихання є протилежним процесом фотосинтезу. Різниця полягає в тому, що молекули енергії поєднуються з киснем, яким ми дихаємо, щоб вивільнити енергію, необхідну нашим клітинам, а також вуглекислий газ та воду. Енергія, використовувана клітинами, є хімічну енергію як АТФ.
3. Анаеробне дихання. Анаеробне дихання виробляє вино та інші ферментовані продукти. Ваші м'язові клітини виконують анаеробне дихання, коли ви вичерпує кисень, що подається, наприклад, при інтенсивній або тривалій вправі. Анаеробне дихання дріжджами та бактеріями використовується для ферментації для виробництва етанолу, вуглекислого газу та інших хімічних речовин, які виробляють сир, вино, пиво, йогурт, хліб та багато інших поширених продуктів.
4. Згоряння – це тип хімічної реакції. Це хімічна реакція у повсякденному житті. Щоразу, коли ви запалюєте сірник чи свічку, розпалюєте багаття, ви бачите реакцію горіння. Спалювання поєднує енергетичні молекули з киснем для одержання двоокису вуглецю та води.
5. Іржа - загальна хімічна реакція. Згодом залізо розвиває червоне покриття, що лущиться, зване іржею. Це приклад реакції окиснення. Інші повсякденні приклади включають формування вердигрів на міді та потьмяніння срібла.
6. Змішування хімічних речовин спричиняє хімічні реакції. Пекарський порошок та харчова сода виконують аналогічні функції при випіканні, але вони по-різному реагують на інші інгредієнти, тому ви не завжди можете замінити їх на інший. Якщо ви комбінуєте оцет та харчову соду для хімічного "вулкану" або молока з порошком для випікання в рецепті, ви відчуваєте реакцію подвійного зміщення або метатези (плюс деякі інші). Інгредієнти рекомбінують для отримання газоподібного діоксиду вуглецю та води. Вуглекислий газ утворює бульбашки та допомагає "вирощування" хлібобулочних виробів. Ці реакції здаються простими практично, але часто складаються з кількох етапів.
7. Батареї є прикладами електрохімії. Батареї використовують електрохімічні або окислювально-відновні реакції для перетворення хімічної енергії на електричну.
8. Травлення. Тисячі хімічних реакцій відбуваються під час травлення. Як тільки ви покладете їжу в рот, фермент у вашій слині, званий амілазою, починає руйнувати цукру та інші вуглеводи в більш прості форми, які ваше тіло може поглинати. Соляна кислота у вашому шлунку реагує з їжею, щоб її зруйнувати, а ферменти розщеплюють білки та жири, щоб вони могли всмоктуватись у кров через стінки кишечника.
9. Кислотно-базові реакції. Щоразу, коли ви змішуєте кислоту (наприклад, оцет, лимонний сік, сірчану кислоту, соляну кислоту) з лугом (наприклад, харчовою содою, милом, аміаком, ацетоном), ви виконуєте кислотно-лужну реакцію. Ці процеси нейтралізують один одного, отримуючи сіль та воду. Хлорид натрію не є єдиною сіллю, яка може бути утворена. Наприклад, тут наведено хімічне рівняння реакції кислотно-лужної реакції, у якій утворюється хлорид калію, звичайний замінник столової солі: HCl + KOH → KCl + H 2 O.
10. Мило та миючі засоби. Їх очищають хімічними реакціями. Мило емульгує бруд, що означає, що масляні плями зв'язуються з милом, щоб їх можна було зняти водою. Миючі засобизнижують поверхневе натяг води, тому вони можуть взаємодіяти з маслами, ізолювати їх і змивати.
11. Хімічні реакції під час приготування їжі. Кулінарія – один великий практичний експеримент з хімії. Приготування використовує тепло, щоб викликати хімічні зміни їжі. Наприклад, коли ви сильно кип'ятите яйце, сірководень, отриманий нагріванням яєчного білка, може реагувати із залізом із яєчного жовтка, утворюючи сіро-зелене кільце навколо жовтка. Коли ви готуєте м'ясо або випічку, реакція Майяра між амінокислотами та цукрами дає коричневий колірта бажаний смак.

Інші приклади хімічних та фізичних явищ

Фізичні властивості описують характеристики, що не змінюють речовину. Наприклад, ви можете змінити колір паперу, але це ще папір. Ви можете кип'ятити воду, але коли ви збираєте та конденсуєте пару, це досі вода. Ви можете визначити масу аркуша паперу, і це все ще папір.

Хімічними властивостями є, які показують, як речовина реагує чи реагує коїться з іншими речовинами. Коли металевий натрій поміщають у воду, він бурхливо реагує, утворюючи гідроксид натрію і водень. Достатнє тепло виділяється тим, що водень виривається в полум'я, реагуючи з киснем повітря. З іншого боку, коли ви кладете шматок мідного металу у воду, реакція не виникає. Таким чином, хімічна властивість натрію полягає в тому, що він реагує з водою, а хімічна властивість міді полягає в тому, що це не так.

Які ще можна навести приклади хімічних явищ та фізичних? Хімічні реакції завжди відбуваються між електронами у валентних оболонках атомів елементів у періодичній таблиці. Фізичні явища на низьких енергетичних рівняхпросто включають механічні взаємодії - випадкові зіткнення атомів без хімічних реакцій, як-от атоми чи молекули газу. Коли енергії зіткнень дуже великі, цілісність ядра атомів порушується, що призводить до поділу чи злиття залучених видів. Спонтанний радіоактивний розпад вважається фізичним явищем.

Ручаюся, ви не раз помічали щось на зразок того, як мамине срібне кільце з часом темніє. Або як іржавіє цвях. Або як згоряють до золи дерев'яні поліна. Ну гаразд, якщо мама не любить срібло, а в походи ви не ніколи не ходили, як заварюється чайний пакетик в чашці бачили точно.

Що спільного у всіх цих прикладів? А те, що всі вони належать до хімічних явищ.

Хімічне явище відбувається тоді, коли одні речовини перетворюються на інші: у нових речовин інший склад і нові властивості. Якщо пригадати ще й фізику, то запам'ятайте, що хімічні явища відбуваються на молекулярному та атомарному рівні, але не торкаються складу ядер атомів.

З точки зору хімії це не що інше, як хімічна реакція. А для кожної хімічної реакції обов'язково можна виділити характерні ознаки:

• у ході реакції може випасти осад;
• може змінитися колір речовини;
• наслідком протікання реакції може стати виділення газу;
• може бути виділена чи поглинена теплота;
• також реакція може супроводжуватися виділенням світла.

Також давно визначено список необхідних для протікання хімічної реакції умов:

• контакт:щоб реагувати, речовини повинні стикатися.
• подрібнення:для успішного перебігу реакції, що входять до неї речовини повинні бути якомога дрібніше подрібнені, ідеальний варіант- Розчинені;
• температура:дуже багато реакцій безпосередньо залежать від температури речовин (найчастіше їх потрібно нагріти, але деякі навпаки – охолодити до певної температури).

Записуючи літерами та цифрами рівняння хімічної реакції, ви цим описуєте суть хімічного явища. А закон збереження маси – одне з найголовніших правил при складанні таких описів.

Хімічні явища у природі

Ви, звичайно, розумієте, що хімія відбувається не лише у пробірках у шкільній лабораторії. Найбільш вражаючі хімічні явища ви можете спостерігати у природі. І значення їх таке велике, що не було б жодного життя на землі, якби не деякі з природних хімічних явищ.

Отже, насамперед поговоримо про фотосинтез. Це процес, під час якого рослини поглинають вуглекислий газ з атмосфери та під впливом сонячного світла виробляють кисень. Цим киснем ми й дихаємо.

Взагалі фотосинтез протікає у дві фази, і освітлення потрібне лише одній. Вчені проводили різні досліди та з'ясували, що фотосинтез протікає навіть за слабкого освітлення. Але зі збільшенням кількості світла процес значно пришвидшується. Також було відмічено, що якщо одночасно збільшувати освітленість рослини та підвищувати температуру, швидкість фотосинтезу збільшується ще більше. Відбувається це до певної межі, після досягнення якої подальше збільшення освітленості перестає прискорювати фотосинтез.

У процесі фотосинтезу задіяні фотони, що випромінює сонце, та спеціальні пігментні молекули рослин – хлорофіл. У клітинах рослин він міститься в хлоропластах, саме завдяки яким листя зелене.

З точки зору хімії при фотосинтезі відбувається ланцюжок перетворень, результатом якого є кисень, вода та вуглеводи як запас енергії.

Спочатку вважалося, що кисень утворюється внаслідок розщеплення вуглекислого газу. Однак пізніше Корнеліус Ван Ніль з'ясував, що кисень утворюється внаслідок фотолізу води. Пізніші дослідження підтвердили цю гіпотезу.

Описати суть фотосинтезу можна за допомогою такого рівняння: 6СО 2 + 12Н 2 О + світло = С 6 Н 12 О 6 + 6О 2 + 6Н 2 О.

Дихання, наше з вами у тому числі, – це також хімічне явище. Ми вдихаємо вироблений рослинами кисень, а видихаємо вуглекислий газ.

Але не лише вуглекислий газ утворюється внаслідок дихання. Головне в цьому процесі те, що завдяки диханню виділяється велика кількість енергії, і цей спосіб її одержання дуже ефективний.

Крім того, проміжним результатом різних етапів дихання є велика кількість різних сполук. А ті у свою чергу є основою для синтезу амінокислот, білків, вітамінів, жирів і жирних кислот.

Процес дихання складний та розбитий на кілька етапів. На кожному з яких йде велика кількість ферментів, що виконують роль каталізаторів. Схема хімічних реакцій дихання практично однакова у тварин, рослин та навіть бактерій.

З точки зору хімії дихання – це процес окислення вуглеводів (як варіант: білків, жирів) за допомогою кисню, в результаті реакції виходять вода, вуглекислий газ та енергія, яку клітини запасають в АТФ: С 6 Н 12 О 6 + 6О 2 = СО 2 + 6Н 2 Про + 2,87 * 10 6 Дж.

До речі, ми говорили вище, що хімічні реакції можуть супроводжуватись випромінюванням світла. Що стосується диханням і супутніми йому хімічними реакціями це теж правильно. Світитись (люмінескувати) можуть деякі мікроорганізми. Хоча при цьому енергетична ефективність дихання знижується.

Горіннятеж відбувається за участю кисню. В результаті деревина (та інше тверде паливо) перетворюється на золу, а це речовина з зовсім іншим складом та властивостями. Крім того, у процесі горіння виділяється велика кількість теплоти та світла, а також газу.

Горять, звісно, ​​як тверді речовини, просто з допомогою було зручніше навести приклад у разі.

З хімічної точки зору горіння - це окислювальна реакція, яка протікає дуже швидко. А за дуже високої швидкості реакції може статися вибух.

Схематично реакцію можна записати так: речовина + 2 → оксиди + енергія.

Як природне хімічне явище розглядаємо ми та гниття.

По суті, це той самий процес, що й горіння, тільки він протікає набагато повільніше. Гниєння є взаємодія складних азотовмісних речовин з киснем за участю мікроорганізмів. Наявність вологи є одним із факторів, що сприяють виникненню гниття.

Внаслідок хімічних реакцій з білка утворюється аміак, жирні леткі кислоти, вуглекислота, оксикислоти, спирти, аміни, скатол, індол, сірководень, меркаптани. Частина з утворених в результаті гниття азотовмісних сполук отруйно.

Якщо знову звернемося до нашого списку ознак хімічної реакції, багато з них виявимо і в цьому випадку. Зокрема є вихідна речовина, реагент, продукти реакції. З характерних ознаквідзначимо виділення теплоти, газів (сильно пахнуть), зміна кольору.

Для кругообігу речовин у природі гниття має дуже велике значення: дозволяє переробляти білки загиблих організмів на сполуки, придатні до засвоєння рослинами. І коло починається спочатку.

Впевнена, ви помічали, як улітку легко дихається після грози. І повітря теж стає особливо свіжим і набуває характерного запаху. Щоразу після літньої грози ви можете спостерігати ще одне поширене в природі хімічне явище. освіта озону.

Озон (О 3) у чистому вигляді являє собою газ синього кольору. У природі максимальна концентрація озону – у верхніх шарах атмосфери. Там він виконує роль щита нашої планети. Який захищає її від сонячної радіації з космосу і не дає Землі остигати, оскільки поглинає її інфрачервоне випромінювання.

У природі озон здебільшого утворюється завдяки опроміненню повітря ультрафіолетовими променями Сонця (3О 2 + УФ світло → 2О 3). А також при електричних розрядах блискавок під час грози.

У грозу під впливом блискавок частина молекул кисню розпадається на атоми, молекулярний і атомарний кисень з'єднуються, і утворюється 3 .

Ось чому ми відчуваємо особливу свіжість після грози, нам легше дихається, повітря здається прозорішим. Справа в тому, що озон набагато сильніший окислювач, ніж кисень. І в невеликій концентрації (як після грози) безпечний. І навіть корисний, оскільки розкладає шкідливі речовинив повітрі. По суті дезінфікує його.

Однак у великих дозах озон дуже небезпечний для людей, тварин і навіть рослин, для них він отруйний.

До речі, дезинфікуючі властивості одержаного лабораторним шляхом озону широко використовуються для озонування води, запобігання псуванню, в медицині та косметології.

Зрозуміло, це далеко не повний списокдивовижних хімічних явищ у природі, які роблять життя на планеті таким різноманітним і прекрасним. Ви зможете дізнатися про них більше, якщо уважно дивитися на всі боки і тримати вуха відкритими. Навколо повно дивовижних явищ, які тільки чекають, щоб ви ними зацікавилися.

Хімічні явища у побуті

До них відносяться ті, що можна спостерігати у повсякденному житті сучасної людини. Деякі з них зовсім прості та очевидні, кожен може спостерігати їх на своїй кухні: наприклад, заварювання чаю. Нагріті окропом чаїнки змінюють свої властивості, в результаті змінюється і склад води: вона набуває іншого кольору, смаку та властивості. Тобто виходить нова речовина.

Якщо в цей же чай насипати цукор, в результаті хімічної реакції вийде розчин, який знову володітиме набором нових характеристик. Насамперед, новим, солодким, смаком.

На прикладі міцної (концентрованої) чайної заварки можете самостійно провести ще один досвід: освітлити чай за допомогою часточки лимона. Через кислоти, що містяться в лимонному соку, рідина ще раз змінить свій склад.

Які ще явища ви можете спостерігати у побуті? Наприклад, до хімічних явищ відноситься процес згоряння палива у двигуні.

Якщо спростити, реакцію згоряння палива у двигуні можна описати так: кисень + паливо = вода + вуглекислий газ.

Взагалі в камері двигуна внутрішнього згоряння відбувається кілька реакцій, у яких задіяні паливо (вуглеводні), повітря та іскра запалювання. А точніше, не просто паливо – паливно-повітряна суміш із вуглеводнів, кисню, азоту. Перед запаленням суміш стискається та нагрівається.

Згоряння суміші відбувається у частки секунди, у результаті зв'язок між атомами водню і вуглецю руйнується. Завдяки цьому вивільняється велика кількість енергії, яка приводить у рух поршень, а той – колінчастий вал.

Надалі атоми водню та вуглецю з'єднуються з атомами кисню, утворюється вода та вуглекислий газ.

В ідеалі реакція повного згоряння палива має виглядати так: C n H 2n+2 + (1,5n+0,5) O 2 = nCO 2 + (n+1) H 2 O. Насправді ж двигуни внутрішнього згоряння не настільки ефективні. Припустимо, якщо кисню при реакції не вистачає трохи, в результаті реакції утворюється СО. А при більшій нестачі кисню утворюється сажа (С).

Освіта нальоту на металахв результаті окислення (іржа на залозі, патина на міді, потемніння срібла) – також із категорії побутових хімічних явищ.

Візьмемо залізо для прикладу. Іржування (окислення) відбувається під впливом вологи (вологість повітря, прямий контакт з водою). Результатом цього процесу стає гідроксид заліза Fe 2 O 3 (точніше, Fe 2 O 3 * H 2 O). Ви можете побачити його у вигляді пухкого, шорсткого, помаранчевого чи червоно-коричневого нальоту на поверхні металевих виробів.

Іншим прикладом може бути зелений наліт (патина) на поверхні виробів з міді та бронзи. Він утворюється з часом під впливом атмосферного кисню та вологості: 2Cu + O 2 + H 2 O + CO 2 = Cu 2 CO 5 H 2 (або CuCO 3 * Cu(OH) 2). Отриманий у результаті основний карбонат міді зустрічається й у природі – як мінералу малахіту.

І ще один приклад повільної окисної реакції металу в побутових умовах - це утворення темного нальоту сульфіду срібла Ag 2 S на поверхні срібних виробів: прикрас, столових приладів тощо.

"Відповідальність" за його виникнення несуть частинки сірки, які у вигляді сірководню присутні в повітрі, яким ми з вами дихаємо. Потемніти срібло може і при контакті з сірковмісними харчовими продуктами(Яйцями, наприклад). Реакція виглядає так: 4Ag + 2H 2 S + O 2 = 2Ag 2 S + 2H 2 O.

Повернемося на кухню. Тут можна розглянути ще кілька цікавих хімічних явищ: утворення накипу в чайникуодне з них.

У побутових умовах немає хімічно чистої води, в ній завжди у різній концентрації розчинені солі металів та інші речовини. Якщо вода насичена солями кальцію та магнію (гідрокарбонатами), її називають жорсткою. Що концентрація солей, то жорсткішою є вода.

Коли така вода нагрівається, ці солі розкладаються на вуглекислий газ і нерозчинний осад (СаСО 3 іMg3). Ці тверді відкладення ви і можете спостерігати, зазирнувши в чайник (а також глянувши на нагрівальні елементи пральних та посудомийних машинок, прасок).

Крім кальцію і магнію (з яких виходить карбонатний накип), у воді також часто є залізо. У ході хімічних реакцій гідролізу та окислення з нього утворюються гідроксиди.

До речі, зібравшись позбутися накипу в чайнику, ви можете спостерігати ще один приклад цікавої хімії в побуті: з відкладеннями добре справляються звичайний оцет і лимонна кислота. Чайник із розчином оцту/ лимонної кислотиі води кип'ятять, після чого накип зникає.

А без іншого хімічного явища не було б смачних маминих пирогів та булочок: мова про гасіння соди оцтом.

Коли мама гасить соду в ложці оцтом, відбувається така реакція: NaHCO 3 + CH 3 COOH =CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 . Отриманий у результаті вуглекислий газ прагне залишити тісто – і цим змінює його структуру, робить пористим і пухким.

До речі, можете розповісти мамі, що гасити соду зовсім не обов'язково – вона й так прореагує, коли тісто потрапить у духовку. Реакція, щоправда, проходитиме трохи гірше, ніж під час гасіння соди. Але при температурі від 60 градусів (а краще 200) відбувається розкладання соди на карбонат натрію, воду і той самий вуглекислий газ. Щоправда, смак готових пирогів та булочок може виявитися гіршим.

Список побутових хімічних явищ не менш вражаючий, ніж перелік таких явищ у природі. Завдяки їм у нас є дороги (виготовлення асфальту – це хімічні явища), будинки (випалювання цегли), гарні тканини для одягу (фарбування). Якщо замислитись про це, стає ясно, наскільки багатогранна і цікава наука хімія. І скільки користі можна отримати з розуміння її законів.

Серед багатьох і багатьох вигаданих природою та людиною явищ є особливі, які складно описати та пояснити. До них відноситься і горіння води. Як таке, можливо, запитаєте ви, адже вода не горить, нею гасять вогонь? Як вона може горіти? А справа ось у чому.

Горіння води – це хімічне явище, при якому у воді з домішкою солей під впливом радіохвиль розриваються киснево-водневі зв'язки. В результаті утворюється кисень та водень. І горить, звісно, ​​не сама вода, а саме водень.

При цьому він досягає дуже високої температури горіння (понад півтори тисячі градусів), плюс у ході реакції знову утворюється вода.

Це явище давно цікавить вчених, які мріють навчитися використовувати воду як паливо. Наприклад, для автомобілів. Поки що це щось із області фантастики, але хтозна, що вчені зможуть винайти дуже скоро. Одна з головних проблем у тому, щоб при горінні води енергії виділялося більше, ніж витрачається на проведення реакції.

До речі, щось подібне можна спостерігати й у природі. Згідно з однією з теорій, великі хвилі-одиначки, що з'являються наче з нізвідки, насправді є наслідком водневого вибуху. Електроліз води, що до нього призводить, здійснюється завдяки попаданню електричних розрядів (блискавок) на поверхню солоної води морів та океанів.

Але не тільки у воді, а й на суші можна спостерігати вражаючі хімічні явища. Якби вам довелося побувати в природній печері, напевно ви змогли б побачити там химерні, красиві природні «бурульки», що звисають зі стелі. сталактити.Те, як і чому вони з'являються, пояснюється ще одним цікавим хімічним явищем.

Хімік, дивлячись на сталактит, бачить, звичайно, не бурульку, а карбонат кальцію СаСО 3 . Основою для його освіти є стічні води, природний вапняк, а сам сталактит вибудовується завдяки осадженню карбонату кальцію (зростання вниз) та силі зчеплення атомів у кристалічній решітці (зростання вшир).

До речі, аналогічні освіти можуть підніматися від підлоги до стелі – їх називають сталагміти. А якщо сталактити і сталагміти зустрічаються і зростаються в цілісні колони, вони одержують назву сталагнати.

Висновок

У світі щодня відбувається безліч дивовижних, прекрасних, а також небезпечних та лякаючих хімічних явищ. З багатьох людей навчився отримувати користь: створює будівельні матеріали, Готує їжу, змушує транспорт переміщатися на величезні відстані та багато іншого.

Без багатьох хімічних явищ було б можливим існування життя землі: без озонового шару люди, тварини, рослини не вижили б через ультрафіолетових променів. Без фотосинтезу рослин тваринам і людям не було б чим дихати, а без хімічних реакцій дихання це питання взагалі не було б актуальним.

Бродіння дозволяє готувати продукти харчування, а подібне з ним хімічне явище гниття розкладає білки на простіші сполуки і повертає ті у кругообіг речовин у природі.

Утворення оксиду при нагріванні міді, що супроводжується яскравим світінням, горіння магнію, плавлення цукру та ін. теж вважають хімічними явищами. І знаходять їм корисне застосування.

сайт, при повному або частковому копіюванні матеріалу посилання на першоджерело обов'язкове.

За останні 200 років людствовивчило властивості речовин краще, ніж за історію розвитку хімії. Звичайно, кількість речовин так само стрімко зростає, це пов'язано, перш за все, з освоєнням різних методіводержання речовин.

У повсякденному житті ми стикаємося з багатьма речовинами. Серед них – вода, залізо, алюміній, пластмаса, сода, сіль та багато інших. Речовини, що існують у природі, наприклад, кисень і азот, що містяться в повітрі, речовини, розчинені у воді, що мають природне походження, називаються природними речовинами. Алюмінію, цинку, ацетону, вапна, мила, аспірину, поліетилену та багатьох інших речовин у природі не існує.

Їх одержують у лабораторії, і виробляє промисловість. Штучні речовини не зустрічаються у природі, їх виробляють із природних речовин. Деякі речовини, що існують у природі, можна отримати й у хімічній лабораторії.

Так, при нагріванні марганцівки виділяється кисень, а при нагріванні крейди – вуглекислий газ.Вчені навчилися перетворювати графіт на алмаз, вирощують кристали рубіну, сапфіру та малахіту. Отже, поряд з речовинами природного походження існує безліч і штучно створених речовин, що не зустрічаються в природі.

Речовини, що не зустрічаються в природі, виробляються на різних підприємствах: фабриках, заводах, комбінатах тощо.

В умовах вичерпання природних ресурсів нашої планети зараз перед хіміками стоїть важливе завдання: розробити та впровадити методи, за допомогою яких можна штучно, в умовах лабораторії, або промислового виробництваотримувати речовини, що є аналогами природних речовин. Наприклад, запаси паливних копалин у природі закінчуються.

Може настати той момент, коли нафта та природний газ закінчаться. Вже зараз ведуться розробки нових видів палива, які б були такими ж ефективними, але не забруднювали навколишнє середовище. На сьогоднішній день людство навчилося штучно отримувати різні дорогоцінні камені, наприклад, алмази, смарагди, берили.

Агрегатний стан речовини

Речовини можуть існувати в декількох агрегатних станах, три з яких вам відомі: твердий, рідкий, газоподібний. Наприклад, вода в природі існує у всіх трьох агрегатних станах: твердому (у вигляді льоду та снігу), рідкому (рідка вода) та газоподібному (водяна пара).Відомі речовини, які не можуть існувати у звичайних умовах у всіх трьох агрегатних станах. Наприклад, такою речовиною є вуглекислий газ. При кімнатній температурі це газ без запаху та кольору. При температурі -79 ° Сця речовина «замерзає» і перетворюється на жорсткий агрегатний стан. Побутова (тривіальна) назва такої речовини «сухий лід». Така назва дана цій речовині через те, що «сухий лід» перетворюється на вуглекислий газ без плавлення, тобто, без переходу в рідкий агрегатний стан, який присутній, наприклад, у води.

Таким чином, можна зробити важливий висновок.Речовина при переході з одного агрегатного стану в інший не перетворюється на інші речовини. Сам процес певної зміни, перетворення називається явищем.

Фізичні явища. Фізичні властивості речовин.

Явища, у яких речовини змінюють агрегатний стан, але у своїй не перетворюються на інші речовини, називають фізичними. Кожна індивідуальна речовина має певні властивості. Властивості речовин можуть бути різними або подібними один до одного. Кожну речовину описують за допомогою набору фізичних та хімічних властивостей. Розглянемо як приклад воду. Вода замерзає і перетворюється на кригу при температурі 0°С, а закипає і перетворюється на пару при температурі +100°С. Дані явища відносяться до фізичних, оскільки вода не перетворилася на інші речовини, відбувається лише зміна агрегатного стану. Дані температури замерзання та кипіння – це фізичні властивості, характерні саме для води.

Властивості речовин, які визначають вимірами або візуально за відсутності перетворення одних речовин на інші, називають фізичними

Випаровування спирту, як і випаровування води– фізичні явища, речовини у своїй змінюють агрегатний стан. Після проведення досвіду можна переконатись, що спирт випаровується швидше, ніж вода – це фізичні властивості цих речовин.

До основних фізичних властивостей речовин можна віднести такі: агрегатний стан, колір, запах, розчинність у воді, щільність, температура кипіння, температура плавлення, теплопровідність, електропровідність. Такі фізичні властивості як колір, запах, смак, форма кристалів можна визначити візуально, за допомогою органів чуття, а щільність, електропровідність, температуру плавлення та кипіння визначають вимірюванням. Відомості про фізичні властивості багатьох речовин зібрані у спеціальній літературі, наприклад, у довідниках. Фізичні властивості речовини залежать від її агрегатного стану. Наприклад, щільність льоду, води та водяної пари різна.

Газоподібний кисень безбарвний, а рідкий – блакитнийЗнання фізичних властивостей допомагає «пізнавати» чимало речовин. Наприклад, мідь- Єдиний метал червоного кольору. Солоний смак має лише кухонна сіль. Йод– майже чорна тверда речовина, яка при нагріванні перетворюється на фіолетову пару. Найчастіше визначення речовини слід розглядати кілька її властивостей. Як приклад охарактеризуємо фізичні властивості води:

• колір – безбарвна (у невеликому обсязі)
• запах – без запаху
• агрегатний стан – за звичайних умов рідина
• щільність – 1 г/мл,
• температура кипіння - +100 ° С
• температура плавлення - 0 ° С
• теплопровідність – низька
• електропровідність - чиста водаелектрику не проводить

Кристалічні та аморфні речовини

При описі фізичних властивостей твердих речовинприйнято описувати структуру речовини. Якщо розглянути зразок кухонної солі під збільшувальним склом, можна помітити, що сіль складається з багатьох дрібних кристалів. У соляних родовищах можна зустріти і великі кристали. Кристали – тверді тіла, що мають форму правильних багатогранниківКристали можуть мати різну форму та розмір. Кристали деяких речовин, таких як кухонна сіль – крихкі, їх легко зруйнувати. Існують кристали досить жорсткі. Наприклад, одним із найтвердіших мінералів вважається алмаз. Якщо розглядати кристали кухонної солі під мікроскопом, можна побачити, що вони мають схожу будову. Якщо ж розглянути, наприклад, частинки скла, всі вони матимуть різну будову – такі речовини називають аморфними. До аморфних речовин відносять скло, крохмаль, бурштин, бджолиний віск. Аморфні речовини – речовини, що не мають кристалічної будови

Хімічні явища. Хімічна реакція.

Якщо при фізичних явищах речовини, як правило, лише змінюють агрегатний стан, то при хімічних явищах відбувається перетворення одних речовин на інші речовини. Наведемо кілька простих прикладів:горіння сірника супроводжується обвуглюванням деревини та виділенням газоподібних речовин, тобто відбувається незворотне перетворення деревини на інші речовини. Інший приклад:згодом бронзові скульптури покриваються нальотом зеленого кольору. Справа в тому, що до складу бронзи входить мідь. Цей метал повільно взаємодіє з киснем, вуглекислим газом та вологою повітря, в результаті на поверхні скульптури утворюються нові речовини зеленого кольору. Хімічні явища – явища перетворень одних речовин на іншіПроцес взаємодії речовин із утворенням нових речовин називають хімічною реакцією. Хімічні реакції відбуваються повсюдно довкола нас. Хімічні реакції відбуваються у нас самих. У нашому організмі безперервно відбуваються перетворення множини речовин, речовини реагують одна з одною, утворюючи продукти реакції. Таким чином, у хімічній реакції завжди є речовини, що реагують, і речовини, що утворилися в результаті реакції.

• Хімічна реакція– процес взаємодії речовин, у результаті якого утворюються нові речовини з новими властивостями
• Реагенти– речовини, що вступають у хімічну реакцію
• Продукти– речовини, що утворилися внаслідок хімічної реакції

Хімічна реакція зображується у загальному вигляді схемою реакції РЕАГЕНТИ -> ПРОДУКТИ

• реагенти– вихідні речовини, взяті щодо реакції;
• продукти- Нові речовини, що утворилися в результаті протікання реакції.

Будь-які хімічні явища (реакції) супроводжуються певними ознаками, з яких хімічні явища можна відрізнити від фізичних. До таких ознак можна віднести зміну фарбування речовин, виділення газу, утворення осаду, виділення тепла, випромінювання світла.

Багато хімічних реакцій супроводжуються виділенням енергії у вигляді тепла та світла. Зазвичай, такими явищами супроводжуються реакції горіння. У реакціях горіння на повітрі речовини реагують з киснем, що міститься у повітрі. Так, наприклад, метал магній спалахує і горить на повітрі яскравим полум'ям, що сліпить. Саме тому спалах магнію використовували під час створення фотографій у першій половині ХХ століття. У деяких випадках можливе виділення енергії у вигляді світла, але без тепла.Один із видів тихоокеанського планктону здатний випромінювати яскраво-блакитне світло, добре помітне в темряві. Виділення енергії як світла – результат хімічної реакції, яка протікає в організмах цього виду планктону.

Підсумок статті:

• Існують дві великі групи речовин: речовини природного та штучного походження
• У звичайних умовах речовини можуть перебувати у трьох агрегатних станах
• Властивості речовин, які визначають вимірами або візуально за відсутності перетворення одних речовин на інші, називають фізичними
• Кристали – тверді тіла, що мають форму правильних багатогранників
• Аморфні речовини – речовини, що не мають кристалічної будови
• Хімічні явища – явища перетворень одних речовин на інші
• Реагенти – речовини, які входять у хімічну реакцію
• Продукти – речовини, що утворюються внаслідок хімічної реакції
• Хімічні реакції можуть супроводжуватися виділенням газу, осаду, тепла, світла; зміною забарвлення речовин
• Горіння – складний фізико-хімічний процес перетворення вихідних речовин на продукти згоряння в ході хімічної реакції, що супроводжується інтенсивним виділенням тепла та світла (полум'я)

Фізичні зміни не пов'язані з хімічними реакціями та створенням нових продуктів, наприклад, танення льоду. Як правило, такі перетворення є оборотними. Крім прикладів фізичних явищ, у природі та у повсякденному житті зустрічаються також хімічні трансформації, при яких утворюються нові продукти. Такі хімічні явища (приклади будуть розглянуті у статті) є необоротними.

Хімічні зміни

Хімічні зміни можна як будь-яке явище, що дозволяє вченим вимірювати хімічні властивості. Багато реакцій також є прикладами хімічних явищ. Хоча не завжди легко сказати, що сталася саме хімічна зміна, є деякі контрольні ознаки. Що таке хімічні явища? Наведемо приклади. Це може бути зміна кольору речовини, температури, утворення бульбашок або (у рідинах) випадання осаду. Можна навести такі приклади хімічних явищ у житті:

1. Іржа на залізі.
2. Спалювання деревини.
3. Метаболізм їжі в організмі.
4. Змішування кислоти та лугу.
5. Приготування яйця.
6. Перетравлення цукру амілазою у слині.
7. Змішування у випічці соди та оцту для отримання газоподібного діоксиду вуглецю.
8. Випікання пирога.
9. Гальванізація металу.
10. Батарейки.
11. Вибух феєрверків.
12. Банани, що гниють.
13. Освіта молочнокислих продуктів.

І це далеко не весь перелік. Можна розглянути деякі з цих пунктів докладніше.

Зовнішній вогонь із використанням дерева

Вогонь – це також приклад хімічного явища. Це швидке окислення матеріалу в екзотермічному хімічному процесі горіння, вивільнення тепла, світла та різних продуктів реакції. Вогонь є гарячим, тому що відбувається конверсія слабкого подвійного зв'язку в молекулярному кисні O2 до сильніших зв'язків у продуктах згоряння вуглекислого газу та води. Виділяється велика енергія (418 кДж на 32 г O2); енергії зв'язку палива відіграють лише другорядну роль тут. У певний момент реакції горіння, що називається точкою займання, утворюються полум'я.

Це видима частина вогню, яка складається в основному з двоокису вуглецю, водяної пари, кисню та азоту. Якщо температура є досить високою, гази можуть стати іонізованими для отримання плазми. Залежно від того, які речовини спалахують і які домішки подаються зовні, колір полум'я та інтенсивність вогню будуть різними. Вогонь у його найбільш поширеній формі може призвести до пожежі, яка може завдати фізичних збитків при горінні. Вогонь є важливим процесом, який торкається екологічних систем по всьому світу. Позитивні ефекти пожежі включають стимулюючий ріст та підтримку різноманітних екологічних систем.

Іржа

Так само, як і вогонь, процес іржавлення є окислювальним процесом. Ось тільки не таким швидкопротікаючим. Іржа являє собою оксид заліза, зазвичай червоний оксид, утворений окислювально-відновною реакцією заліза та кисню у присутності води чи повітря. Декілька форм іржі різняться як візуально, і спектроскопією і формуються за різних обставин. Враховуючи достатній час, кисень і воду, всяка маса заліза зрештою повністю перетворюється на іржу і розкладається. Поверхнева її частина є пухкої і пухкої, і вона не захищає підстилаюче залізо, на відміну від утворення патини на мідних поверхнях.

Такий приклад хімічного явища як іржавіння є загальним терміном для корозії заліза та його сплавів, таких як сталь. Багато інших металів зазнають аналогічної корозії, але отримані оксиди зазвичай не називаються іржею. Існують інші форми цієї реакції як результат реакції між залізом та хлоридом у середовищі, позбавленому кисню. Прикладом може бути арматура, що використовується в підводних бетонних стовпах, яка генерує зелену іржу.

Кристалізація

Ще одним прикладом хімічного явища є кристалічне зростання. Це процес, у якому раніше існував кристал стає більше зі збільшенням кількості молекул чи іонів у тому положеннях в кристалічній решітці. Кристал визначається як атоми, молекули або іони, розташовані в упорядкованому повторюваному зразку, кристалічній решітці, що поширюється у всіх трьох просторових вимірах. Таким чином, зростання кристалів відрізняється від зростання краплі рідини тим, що під час зростання молекули або іони повинні потрапляти в правильні положенняграти, щоб упорядкований кристал міг зростати.

Коли молекули або іони потрапляють у положення, відмінне від положень в ідеальних кристалічних гратах, утворюються дефекти кристала. Як правило, молекули або іони в кристалічній решітці вловлюються в тому сенсі, що вони не можуть рухатися від своїх положень, і тому зростання кристалів часто незворотний, оскільки коли молекули або іони стали на місце в решітці, що зростають, вони фіксуються в ній. Кристалізація є звичайним процесом як у промисловості, так і в природному світі, і кристалізація зазвичай розуміється як складається з двох процесів. Якщо раніше не існувало кристала, то новий кристалповинен зароджуватися, а потім він повинен піддаватися зростанню.

Хімічне походження життя

Хімічне походження життя відноситься до умов, які могли б існувати і, отже, сприяли появі перших форм, що дублюються життя.

Головним прикладом хімічних явищ у природі є саме життя. Вважається, що сукупність фізичних та хімічних реакцій спромоглася призвести до появи перших молекул, які, репродукуючись, призвели до появи життя на планеті.

Освоївши цю тему, ви зможете:

Розуміти суть фізичних та хімічних явищ, розрізняти їх;

наводити приклади хімічних явищ, що відбуваються в природі та побуті;

Спостерігати перебіг хімічних реакцій за певними ознаками;

Проводити самостійно лабораторні досліди, характеризувати їх перебіг, описувати спостереження, робити висновки;

Формувати навички та набувати досвіду в експериментальному дослідженні речовин та їх властивостей.

Згадайте із курсу природознавства, що називають явищами. Перерахуйте відомі групи явищ.

Фізичні та хімічні явища (перетворення). У світі, що оточує нас, відбуваються постійні зміни. Як вам відомо, їх називають явищами.

Вивчення в курсі природознавства теми «Світ явищ, у якому живе людина» дало вам можливість ширше познайомитися з фізичними явищами – механічними, звуковими, тепловими, світловими (рис. 46), магнітними та електричними та деякими характеристиками.

Наведіть приклади перелічених вище фізичних явищ. Подумайте і дайте відповідь на запитання: чи відбувається під час цих явищ руйнація одних речовин та утворення інших?

Очевидно, що ні. Отже, поява інею на деревах у вологу, холодну пору, зменшення вмісту води у водоймах у бездощову погоду та випадання дощу – це явища, пов'язані зі зміною агрегатного стану води внаслідок зміни температурних умовв природі.

Мал. 46. ​​Блискавка

Чи можна такі зміни із перетворенням води спостерігати у побуті? Як їх здійснити?

Ви вже знаєте, що іній, водяна пара, вода - це та сама речовина, до складу молекули якої відповідає хімічна формула Н 2 О.

При кімнатній температурі йод - твердий, кристалічний, темно- фіолетового кольорузі слабким блиском речовина. У разі нагрівання кристали йоду відразу ж перетворюються на пару насиченого фіолетового кольору, а охолоджуючись, пара знову кристалізується (минаючи рідкий стан). Ці перетворення теж пов'язані зі зміною складу речовини: й у твердому, й у газоподібному етапі молекули йоду і двох атомів, що відповідає формулі І 2 .

Назвіть відомі вам з ужитку скляні вироби.

Виробництво скляних виробів базується на наданні їм різної форми. Склад скла залишається незмінним. Здатність деяких речовин розширюватися або стискатися із зміною температур – це також фізичні зміни.

Згадайте, які ознаки є виявом фізичних властивостей речовин.

Отже, до фізичних властивостей, завдяки яким ми можемо спостерігати фізичні явища, належать: зміна форми, колір, запах, смак, блиск, щільність, електро- та теплопровідність, температури плавлення та кипіння, пластичність тощо. Їхня наявність не змінює склад речовини.

Однак хімія вивчає хімічні явища, під час яких руйнуються одні речовини та утворюються інші. Наприклад, відоме вам з побуту явище – горіння природного газу, Що складається переважно з молекул органічної речовини метану СН 4 (рис. 47). Цей процес відбувається за наявності газу кисню.

Досліджуємо експериментально, що утворюється в результаті згоряння метану. Проведемо демонстраційний досвід та виконаємо такі дії.

1. Потримаємо кілька секунд над полум'ям холодний предмет. На ньому конденсуються крапельки води. Це означає, що в процесі згоряння метану утворюється водяна пара (рис. 48).

Мал. 47. Горіння природного газу

Мал. 48. Утворення води

2. Змочимо пробірку вапняною водою (розчин вапна у воді) і знову потримаємо деякий час над полум'ям згоряючого метану. Стінки пробірки швидко каламутніють. Це ознака наявності у продуктах горіння вуглекислого газу.

Отже, внаслідок взаємодії метану з киснем утворилося дві речовини: вода та вуглекислий газ. Інакше кажучи, зруйнувалися молекули метану і кисню і молекули води і вуглекислого газу, що утворилися (рис. 49).

Мал. 49. Схема перетворень під час горіння метану:

а – молекула метану; б – дві молекули кисню; в - атом Вуглецю; г - чотири атоми Гідрогену; Г - чотири атоми Кисню; д – молекула вуглекислого газу; с - дві молекули води

За нагрівання порошку заліза із сіркою утворюється складна кристалічна речовина - ферум(II) сульфід, що виявляє зовсім інші властивості, ніж вихідні речовини (рис. 50).

Мал. 50. Схема утворення ферум(II) сульфіду: а - сірка; 6 – залізо; в - ферум(II) сульфід

Перетворення, у яких відбувається руйнація одних речовин, і освіту інших, називають хімічними явищами чи хімічними реакціями.

Для будівельних потреб використовують вапно (хімічна назва кальцій гідроксид, формула - Са(ОН) 2. Щоб його отримати, треба провести дві реакції: 1) розкладання вапняку СаСО 3 (кальцій карбонат) з метою отримання негашеного вапна СаО (кальцій оксид) і 2 ) поєднання кальцій оксиду з водою (як кажуть, «погасити вапно»).

Отже, бачимо, що під час протікання хімічних реакцій завжди є речовини, які у реакцію, і речовини, що утворюються після реакції.

Речовини, що вступають у реакцію, називають вихідними речовинами, або реагентами, а ті речовини, що утворюються після реакції, – продуктами чи кінцевими речовинами.

У двох вищеописаних реакціях, що мають велике практичне значення для людини, вихідними речовинами були: кальцій карбонат - у першій, кальцій оксид і вода - у другій. Продукти реакцій – це кальцій оксид та вуглекислий газ – у першій, кальцій гідроксид – у другій. Знаючи хімічні формули вихідних речовин та продуктів, хід реакції можна зобразити схемами:

(2)

Стрілка вгору означає виділення газу.

Як ви вважаєте, фізичні явища та хімічні реакції відбуваються одночасно чи взаємопов'язано?

Явища, які супроводжують хімічні реакції. Наукою доведено, що кожна хімічна реакція супроводжується одним чи кількома зовнішніми проявами. Це дозволяє робити висновки про перебіг реакцій. Розглянемо основні їх за допомогою демонстраційних дослідів.

Зміна фарбування речовин

Досвід 1. Для виявлення розчинів лугів застосовують індикатор фенолфталеїну - речовина, яка змінює забарвлення в лужному середовищі. Якщо до розчину гідроксиду натрій долити розчину фенолфталеїну, останній змінить своє забарвлення на малинову. Додавши до цієї суміші соляної кислотиспостерігати знебарвлення. Це означає, що кислота нейтралізує луг. Хід реакції взаємодії лугу з кислотою можна записати так:

NaOH + Hcl → NaCl + Н 2 O (3)

Фенолфталеїн був індикатором для виявлення перебігу реакції.

Досвід 2. Зміна забарвлення спостерігається під час прожарювання мідної платівки в полум'ї (рис. 51). Мідь, що зазвичай має червоний колір, покривається чорним нальотом. Цей наліт - новостворена речовина купрум(ІІ) оксиду СиО. Схема реакції матиме такий вигляд:

Рис 51. Прожарювання мідної пластини

(4)

Випадання осаду або його розчинення

Досвід 3. Наллємо у хімічну склянку розчин ферум(ІІІ) хлориду. Цей розчин має жовте забарвлення. До нього додамо кілька крапель розчину гідроксиду натрій (луги). Спостерігатимемо одночасно два явища - вміст склянки стає бурим (отже, змінилося забарвлення), а згодом бура речовина осідає на дно - утворився осад (рис. 52). Бура речовина - це новоутворений ферум(III) гідроксид. Схема реакції:

(5)

Стрілка вниз свідчить про випадання під час реакції осаду.

Рис 52. Утворення осаду ферум(ІІІ) гідроксиду

Досвід 4. Якщо до свіжодобутого осаду ферум(ІІІ) гідроксиду доллємо соляної кислоти, то осад розчиняється з утворенням розчинної у воді речовини жовтого кольору - ферум(III) хлориду:

(6)

Яка ще ознака проявиться під час розчинення осаду?

Виділення газу

Деякі хімічні перетворення супроводжуються утворенням (виділенням) газу.

Досвід 5. У пробірку, в яку вміщено цинкову пластинку, доллємо хлоридну кислоту. Спочатку на платівці утворюються маленькі бульбашки (рис. 53), які згодом відриваються від поверхні цинку і виділяються назовні. Це газ водень. Схема реакції:

Zn + НСl → ZnCl 2 + H 2 (7)

Щоб переконатися, що під час реакції виділяється водень, обережно запалимо газ. Він спалахує на повітрі і горить блакитним полум'ям. Відбувається реакція, подана схемою:

Н 2 + O 2 → Н 2 O (8)

Рис 53. Утворення бульбашок водню на цинковій платівці

Виділення тепла та світла

Такі реакції відомі людству з часів їхнього використання. Це горіння дров та інших видів палива. Вони дали поштовх до використання обігріву приміщень, виготовлення факелів для освітлення приміщень, вулиць тощо.

Згадайте та назвіть, які ви знаєте речовини, що вступають у реакції горіння.

Досвід 6. Запалимо сірник або суху скіпку і спостерігатимемо, що при цьому відбувається.

Поясніть самостійно, якими явищами супроводжується ця реакція.

Найпростішою схемою реакції горіння є горіння вуглецю:

З + O 2 → CO 2 (9)

Тепло та світло виділяється не тільки під час згоряння простих речовин вуглецю, фосфору, магнію, а й складних. Наприклад, природного газу, спирту.

Поглинання теплоти

Цим явищем супроводжуються всі реакції, що відбуваються при нагріванні (реакція міді з киснем). Наочним прикладом поглинання теплоти з довкіллярозчинення амоній хлориду NH 4 Cl у воді.

Досвід 7. Склянку з амоній хлоридом поставимо на мокру підкладку і доллємо води, помішуючи вміст скляною паличкою. Під час розчинення амоній хлорид поглинає стільки теплоти, що склянку примерзає до підставки (рис. 54).

Рис 54. Розчинення амоній хлориду у воді

Поява запаху

Ця вища асоціюється з утворенням запашних сполук. Наприклад, поява своєрідного запаху свіжості після грози пояснюється утворенням повітря молекул озону О 3 . Реакція полягає в перегрупуванні молекул кисню на молекули озону за високих температур під час електричних розрядів. Схематично реакцію можна записати так:

О 2 → О 3 (10)

Досвід 8 (виконують під тягою). Насипте на дно пробірки суху сіль - амоній хлорид і долийте розчин натрій гідроксиду об'ємом 2-3 мл. Чи спостерігаються зміни? Якими явищами супроводжується реакція?

Зважаючи на сказане вище, приходимо до висновку, що хімічні перетворення супроводжуються певними явищами; вони дозволяють спостерігати зовнішні прояви перебігу хімічних реакцій.

Лабораторний досвід 3

Проведення хімічних реакцій

Завдання 1. Засвітіть сірник, потім запаліть спиртовку. Що спостерігаєте?

Завдання 2. Покладіть у пробірку невеликий шматок крейди. Долийте оцту так, щоб він покрив крейду. Поясніть свої спостереження.

Завдання 3. Налийте в пробірку блакитний розчин купруму (ІІ) сульфату об'ємом 1,5-2 мл. Долийте розчину гідроксиду натрій. Що спостерігаєте? Чи відбулася, на вашу думку, хімічна реакція?

Завдання 4. До осаду, що утворився у попередньому досліді, долийте соляної кислоти. Поясніть спостереження. Обґрунтуйте їх.

Узагальніть свої знання про хімічні реакції.

Методи дослідження у хімії. У § 4 ви частково ознайомились із методами дослідження. Хімія як експериментальна наука у своїх дослідженнях широко використовує метод спостереження та експеримент, які не виключають одна одну, а часто взаємодоповнюють. Розширимо ці відомості.

Спостереження розглядаються в науці як цілеспрямоване, спеціально організоване сприйняття предметів та явищ, зумовлене завданням діяльності. Особливість цього методу полягає в тому, що він спирається на роботу органів чуття є одним із способів поповнення знань із навколишнього світу. Вивчаючи хімію, ви вже переконалися, що метод спостереження застосовується під час демонстрації вчителем об'єктів та явищ, моделей, схем, діаграм, таблиць, а також виконання лабораторних дослідів та практичних робіт. Зовнішні прояви, що супроводжують хімічні реакції, здебільшого виявляють за допомогою спостереження.

Однак між спостереженням та експериментом існують відмінності. Не всі явища природи можна спостерігати у просторі та часі. Якщо об'єкт, що досліджується, є недоступним для спостереження, створюють його модель. Такий метод називають моделюванням.

Ставлячи експерименти, вчені з'ясовують та встановлюють певні закономірності.

Згадайте повторюваність властивостей елементів у періодичній системі.

На основі встановлених закономірностей формулюються закони науки, які подаються словесним чи математичним виразом. Для перевірки правильності законів вчені висувають певні припущення (гіпотези), які, своєю чергою, служать створенню теорій. Теорія поєднує експеримент, спостереження та отримані за їх допомогою факти. Вона може стати основою для прогнозування ще не відомих науці явищ.

Тому, ведучи спостереження за демонстраціями вчителя або здійснюючи дослідницьку роботу під час виконання лабораторних дослідів та практичних робіт, намагайтеся якнайуважніше спостерігати, пов'язувати явища, що спостерігаються, з теоретичними висновками та формувати власне наукове бачення та тлумачення всіх процесів. Такий підхід до вивчення хімії ставить перед вами дуже багато питань, відповіді на які ви зможете знайти самостійно. Де відкриє можливість бути впевненими у своїх переконаннях та переконувати в них інших.

СУМУЄМО ВИВЧЕНЕ

Хімічні явища - це явища, під час яких руйнуються одні речовини та утворюються інші. Хімічні явища називають хімічними реакціями.

Хімічні явища супроводжуються певними зовнішніми проявами, якими роблять висновки про перебіг реакцій. Це: зміна забарвлення, випадання осаду, виділення газу, поява запаху, виділення тепла та світла.

Речовини, які вступають у хімічні реакції, називають вихідними або реагентами, а ті, що утворюються під час реакції - продуктами або кінцевими речовинами.

Вивчення речовин та явищ здійснюється за допомогою методів спостереження, моделювання та експерименту, на основі яких формуються закони та теорії відповідної науки.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ

1. Наведіть приклади: а) фізичних; б) хімічних явищ, що відбуваються в природі та тих, що ви спостерігали в лабораторних умовах.

2. Перерахуйте явища, що супроводжують хімічні перетворення.

3. Вставте пропущені слова, щоб вираз став завершеним. Речовини, що вступають у реакцію, називають.... Продуктами реакцій називають... , що утворюються... реакції.

Хімічні перетворення - це.

4. Класифікуйте явища на фізичні та хімічні: горіння свічки, виготовлення різних виробів з поліетилену, почорніння мідної пластинки під час нагрівання, утворення неприємного запахувнаслідок протухання яєць, випаровування розчину кухонної солі, горіння магнію, поява крапель води на вікнах, скисання молока, поділ суміші порошків заліза та сірки магнітом, поява роси вранці.

5. У схемах позначте вихідні речовини та продукти реакцій. Прочитайте схему.

а) СО + О 2 -> СО 2 б) Сі + O 2 -> СіО

в) Fe + O 2 -> Fe 3 Про 4 г) Hg + S → HgS

6. Які зовнішні зміни спостерігаються під час таких перетворень: а) бродіння яблучного соку; б) плавлення цукру;

в) іржавіння металевих виробів; г) підгоряння картоплі під час смаження?

7. Проаналізуйте, як поповнилися ваші знання про явища та які взаємозв'язки існують між ними.

8. Охарактеризуйте методи дослідження хімії.

9. Поясніть, у яких ще науках використовуються відомі вам методи дослідження.

ДОСЛІДЖУЄМО БУДИНКИ

Помістіть на дно трьох склянок по 1/4 чайної ложки харчової содиі долийте по черзі: в першу – сік квашеної капусти, у другу – сік лимона або розчин лимонної кислоти, у третю – кефір. Що спостерігаєте? Поясніть явища, що спостерігаються.