تطبيق الطاقة يجلب تغييرات في المادة. في حياتنا اليومية ، نرى المواد تخضع للتغييرات. دعونا نرى أمثلة قليلة من حياتنا اليومية ، الشمس تسخن الجبال الثلجية ، التي تذوب وتتحول إلى مصادر مائية مثل الأنهار والبحيرات والبرك ، والنار تغير الخضار النيئة / اللحوم إلى طعام مطبوخ ، والنهر عند التسخين يتبخر إلى بخار ماء ، التي تتكثف في الغلاف الجوي العلوي وتتحول إلى سحب ، وتحرق الوقود ، وتصنع عصير الليمون. كل هذه تظهر التغييرات التي تحدث في مادة ما. يمكننا تصنيف هذه التغييرات إلى نوعين: التغيير الفيزيائي والتغير الكيميائي .
التغيير الجسدي
تشمل الخصائص الفيزيائية للمادة المظهر والخصائص التي يمكن ملاحظتها. بعض الخصائص الفيزيائية هي اللون والرائحة والذوق والذوبان والذوبان ونقاط الغليان والصلابة وما إلى ذلك.
في حالة التغيير الفيزيائي يتغير شكل المادة لكن تركيبها الكيميائي يبقى كما هو. بمعنى آخر ، لا تتشكل مادة جديدة في التغيير المادي.
مثال:
- خذ بعض الماء في طبق صيني واخلط بعض الملح فيه. تذوق الحل. ستجدها مالحة. الآن قم بتسخين الطبق حتى يتبخر كل الماء. تذوق البقايا البيضاء المتبقية. ستجد أن البقايا البيضاء عبارة عن ملح شائع. هذا يثبت أنه لا توجد مادة جديدة تتشكل عن طريق إذابة الملح في الماء وهو تغيير فيزيائي.
- كسر الطباشير.
- تمزيق الورق.
- تبخر الماء أو تجميده.
- مغنطة قضيب الحديد.
- شد الشريط المطاطي.
خصائص التغيير الجسدي
- بشكل عام ، التغيير الجسدي مؤقت ويمكن عكسه عن طريق تغيير الحالة.
- لم تتشكل أي مادة جديدة وبالتالي لم يحدث أي تغيير في كتلة المادة التي تخضع لتغير فيزيائي.
- تتغير الخصائص الفيزيائية للمادة فقط مثل حجمها أو لونها أو حالتها أو شكلها.
تغير كيميائي
التغيير الكيميائي هو تغيير دائم تفقد فيه المادة الأصلية تركيبتها وخصائصها. أثناء هذا التغيير ، يتم تكوين مادة جديدة أو أكثر بتركيبات وخصائص مختلفة.
مثال:
- ينتج عن حرق الورق مواد جديدة مثل الرماد والدخان وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء ، وتتحد جزيئات الورق في وجود الأكسجين في الهواء وتخضع لتغييرات لتشكيل جزيء من هذه المواد الجديدة. التغيير هنا دائم ولا يمكن عكسه ، وبالتالي فإن حرق الورق هو تغيير كيميائي.
- التخمير.
- إنضاج الثمار.
- الصدأ الحديد.
خصائص التغيير الكيميائي
- التغيير الكيميائي دائم ولا رجوع فيه.
- في تغيير كيميائي ، تتكون مادة جديدة أو أكثر بتركيب وخصائص مختلفة عن المادة الأصلية.
- يتم تغيير كتلة المادة التي تخضع لتغير كيميائي لكن الكتلة الكلية المتضمنة في تغيير كيميائي تظل كما هي (لا يتم إنشاء الكتلة أو تدميرها).
سؤال : هل صنع عصير الفاكهة المختلطة باستخدام الخلاط هو تغيير فيزيائي أم تغير كيميائي؟
الإجابة: هو تغيير فيزيائي حيث يتغير شكل وحجم قطع الفاكهة ولكن المكون الكيميائي لا يزال دون تغيير.
التفاعلات الكيميائية
يسمى التغيير الكيميائي أيضًا تفاعل كيميائي. التفاعل الكيميائي هو تغيير مادة إلى أخرى جديدة لها هوية كيميائية مختلفة. تطلق التفاعلات الكيميائية أو تمتص الحرارة أو غيرها من الطاقة أو قد تنتج غازًا أو رائحة أو لونًا أو صوتًا. إذا كنت لا ترى أيًا من هذه المؤشرات ، فمن المحتمل أن يحدث تغيير مادي. المواد التي تتفاعل مع بعضها البعض في التفاعل تسمى المواد المتفاعلة والمواد الجديدة التي ينتجها التفاعل تسمى المنتجات.
يوجد أدناه تفاعلان كيميائيان. (1) تفاعل الهيدروجين مع الأكسجين ينتج الماء ، والهيدروجين والأكسجين هما المتفاعلان والماء هو الناتج (2) تفاعل الكربون مع الأكسجين لإنتاج ثاني أكسيد الكربون. الكربون والأكسجين متفاعلان وثاني أكسيد الكربون هو المنتج.
أثناء التغيير الكيميائي أو التفاعل الكيميائي ، تعيد الذرات الموجودة في جزيئات المواد المتفاعلة ترتيب نفسها لتشكل منتجًا واحدًا أو أكثر. تستخدم المعادلات الكيميائية لتمثيل التفاعل الكيميائي بشكل رمزي.
عندما يتم تمثيل التفاعل الكيميائي باستخدام الرموز والصيغ للمواد المتفاعلة والمنتجات المتضمنة في التفاعل ، يُطلق عليه اسم المعادلة الكيميائية. مثال: معادلة كيميائية لتفاعل الكربون مع الأكسجين لإعطاء ثاني أكسيد الكربون.
C + O 2 -> CO 2
الشروط المطلوبة لحدوث التفاعل الكيميائي:
- مساحة السطح: يكون معدل التفاعل الكيميائي بطيئًا إذا كانت مساحة سطح المواد المتفاعلة صغيرة حيث ستكون هناك فرصة أقل للتلامس بين المواد المتفاعلة. إذا كانت مساحة السطح كبيرة ، يزداد معدل التفاعل. على سبيل المثال ، في شكل مسحوق من كربونات الكالسيوم يتفاعل بشكل أسرع بكثير مع حمض الهيدروكلوريك المخفف من كتل الحجر الجيري.
- المحفز: يعمل المحفز على تسريع التفاعل ومن ثم يتم إضافته في التفاعل لزيادة معدل التفاعل دون استهلاكه في العملية. على سبيل المثال ، تعمل الإنزيمات في أجسامنا كمحفزات لأنها تسرع معدل التفاعلات الكيميائية في الخلية أو خارجها.
- الضغط: تحدث بعض التفاعلات الكيميائية فقط بعد الضغط. على سبيل المثال ، في تصنيع الأمونيا في عملية هابر ، يزداد معدل التفاعل بين النيتروجين والهيدروجين باستخدام ضغط مرتفع جدًا.
- الحرارة: يحدث تفاعل مختلف فقط تحت درجة حرارة معينة. عندما يتم إمداد المواد المتفاعلة بالحرارة فإنها تخضع للتفاعل. نستخدم موقدًا أو طبقًا ساخنًا في المختبر لزيادة سرعة التفاعلات التي تتفاعل ببطء في درجة حرارة الغرفة. في كثير من الحالات ، تؤدي زيادة درجة الحرارة بمقدار 10 درجات مئوية إلى ضعف معدل التفاعل تقريبًا.
- الضوء: يعد الضوء أيضًا أحد العوامل التي تحفز معدل التفاعل ، كما أن هناك بعض التفاعلات التي تحدث فقط في وجود الضوء. أفضل مثال هنا هو التمثيل الضوئي. التفاعل الكيميائي الذي يبدأ بامتصاص الضوء كشكل من أشكال الطاقة يسمى التفاعل الكيميائي الضوئي .
