エネルギーの適用は物質の変化をもたらします。私たちは日常生活の中で、物質が変化しているのを目の当たりにしています。私たちの日常生活のいくつかの例を見てみましょう. 太陽が雪山を熱し、それが溶けて川、湖、池などの水源に変わり、火が生の野菜/肉を調理済みの食べ物に変え、加熱された川が水蒸気に蒸発します.それが上層大気で凝縮して雲になり、燃料を燃やしてレモネードを作ります。これらはすべて、物質で起こっている変化を示しています。これらの変化は、物理変化と化学変化の 2 種類に分類できます。
物理的変化
物質の物理的特性には、外観と観察可能な特性が含まれます。いくつかの物理的特性は、色、におい、味、溶解度、融点と沸点、剛性などです。
物理的変化では、物質の形は変化しますが、その化学組成は変わりません。換言すれば、物理的変化において新しい物質は形成されない。
例：
- 陶器の皿に水を取り、塩を混ぜます。溶液を味わう。あなたはそれが塩辛いことがわかります。すべての水が蒸発するまで皿を加熱します。残った白い残渣を味わってください。白い残留物は食塩であることがわかります。これは、塩が水に溶けても新しい物質が生成されないことを証明しており、物理的な変化です。
- チョークの破れ。
- 紙の破れ。
- 水の蒸発または凍結。
- 鉄棒の磁化。
- 輪ゴムのストレッチ。
身体変化の特徴
- 一般に、物理的な変化は一時的なものであり、状態を変えることで元に戻すことができます。
- 新しい物質が形成されないため、物理的変化を受けている物質の質量は変化しません。
- サイズ、色、状態、形状など、物質の物理的特性のみが変化します。
化学変化
化学変化とは、元の物質がそれ自体の組成と特性を失う永久的な変化です。この変化の間に、異なる組成と特性を持つ 1 つまたは複数の新しい物質が形成されます。
例：
- 紙を燃やすと、灰、煙、二酸化炭素、水蒸気などの新しい物質が発生します。紙の分子は、空気中の酸素の存在下で結合して変化し、これらの新しい物質の分子を形成します。ここでの変化は永久的であり、元に戻すことはできません。したがって、紙の燃焼は化学変化です.
- 発酵。
- 果物の熟成。
- 鉄のさび。
化学変化の特徴
- 化学変化は永続的で不可逆的です。
- 化学変化では、元の物質とは異なる組成と特性を持つ 1 つまたは複数の新しい物質が形成されます。
- 化学変化を受ける物質の質量は変化しますが、化学変化に関与する総質量は同じままです (質量は生成も破壊もされません)。
質問: ブレンダーを使ってフルーツミックススムージーを作るのは、物理変化ですか、それとも化学変化ですか?
答え:果物の形や大きさが変わるのは物理的な変化ですが、化学成分は変わりません.
化学反応
化学変化は化学反応とも呼ばれます。化学反応とは、物質が別の化学的性質を持つ新しい物質に変化することです。化学反応は、熱やその他のエネルギーを放出または吸収するか、ガス、臭い、色、または音を生成する可能性があります。これらの兆候が見られない場合は、物理的な変化が発生した可能性があります。反応で互いに反応する物質は反応物と呼ばれ、反応によって生成される新しい物質は生成物と呼ばれます。
以下は2つの化学反応です。 (1) 水素と酸素の反応で水が生成されます。水素と酸素が 2 つの反応物であり、水が生成物です。 (2) 炭素と酸素の反応で二酸化炭素が生成されます。炭素と酸素は 2 つの反応物であり、二酸化炭素は生成物です。
化学変化または化学反応中に、反応物の分子内の原子が再配置されて、1 つまたは複数の生成物が形成されます。化学反応を記号的に表現するのに化学式が使われます。
化学反応が、反応に関与する反応物と生成物の記号と式を使用して表される場合、それは化学式と呼ばれます。例: 炭素が酸素と反応して二酸化炭素を生成する化学式。
C + O 2 —> CO 2
化学反応が起こるために必要な条件:
- 表面積:反応物の表面積が小さい場合、反応物間の接触の機会が少なくなるため、化学反応の速度は遅くなります。表面積が大きいと反応速度が上がります。たとえば、実験室では粉末状の炭酸カルシウムは、石灰岩の塊よりも希塩酸とはるかに速く反応します.
- 触媒：触媒は反応を加速するため、プロセスで消費されることなく反応速度を上げるために反応に追加されます。たとえば、私たちの体内の酵素は、細胞内または細胞外の化学反応の速度を速める触媒として機能します。
- 圧力:一部の化学反応は、圧力を加えた後にのみ発生します。例えば、ハーバー法におけるアンモニアの製造において、窒素と水素との間の反応速度は、非常に高い圧力を使用することによって増加する。
- 熱：一定の温度下でのみ様々な反応が起こります。反応物に熱が供給されると、反応が始まります。実験室ではバーナーやホットプレートを使って、室温ではゆっくりと反応する反応を加速させます。多くの場合、温度が 10°C 上昇するだけで、反応速度は約 2 倍になります。
- 光:光も反応速度を刺激する要因の 1 つです。また、光の存在下でのみ起こる反応もあります。ここでの最も良い例は光合成です。光をエネルギーとして吸収することから始まる化学反応を光化学反応といいます。
