Застосування енергії викликає зміни в матерії. У нашому повсякденному житті ми бачимо, як речовини зазнають змін. Давайте розглянемо кілька прикладів із нашого повсякденного життя: сонце нагріває снігові гори, які тануть і перетворюються на джерела води, такі як річки, озера та ставки, вогонь змінює сирі овочі/м’ясо на варену їжу, річка при нагріванні випаровується на водяну пару, які конденсуються у верхніх шарах атмосфери та перетворюються на хмари, спалюючи паливо, виробляючи лимонад. Усе це показує зміни, що відбуваються в речовині. Ми можемо розділити ці зміни на два типи: фізичні зміни та хімічні зміни .
Фізична зміна
Фізичні властивості речовини включають зовнішній вигляд і спостережувані властивості. Деякі фізичні властивості - це колір, запах, смак, розчинність, температури плавлення та кипіння, жорсткість тощо.
При фізичних змінах форма матерії змінюється, але її хімічний склад залишається незмінним. Іншими словами, при фізичних змінах не утворюється нова речовина.
приклад:
- Наберіть трохи води в фарфоровий посуд і додайте в неї трохи солі. Спробуйте розчин на смак. Вам буде солоно. Тепер прогрійте блюдо, поки вся вода не випарується. Спробуйте білий осад, що залишився. Ви побачите, що білий залишок — це звичайна сіль. Це доводить, що при розчиненні солі у воді не утворюється нова речовина, і це фізична зміна.
- Розбивання крейди.
- Розривання паперу.
- Випаровування або замерзання води.
- Намагніченість залізного бруска.
- Розтягування гумки.
Характеристика фізичної зміни
- Як правило, фізична зміна є тимчасовою, і її можна скасувати, змінивши стан.
- Не утворюється нова речовина, отже, не змінюється маса речовини, яка зазнає фізичних змін.
- Змінюються лише фізичні властивості речовини, такі як її розмір, колір, стан або форма.
Хімічні зміни
Хімічна зміна — це постійна зміна, при якій вихідна речовина втрачає свій власний склад і властивості. Під час цієї зміни утворюється одна або кілька нових речовин з іншим складом і властивостями.
приклад:
- При спалюванні паперу утворюються нові речовини, такі як попіл, дим, вуглекислий газ і водяна пара. Молекули паперу в присутності кисню в повітрі об’єднуються і зазнають змін, утворюючи молекули цих нових речовин. Зміна тут є постійною і не може бути скасована, тому спалювання паперу є хімічною зміною.
- Ферментація.
- Дозрівання плодів.
- Іржавіння заліза.
Характеристика хімічних змін
- Хімічні зміни є постійними та незворотними.
- Під час хімічної зміни утворюється одна або кілька нових речовин, склад і властивості яких відрізняються від вихідної речовини.
- Маса речовини, яка зазнає хімічних змін, змінюється, однак загальна маса, що бере участь у хімічних змінах, залишається незмінною (маса не створюється і не знищується).
Запитання : приготування фруктового смузі за допомогою блендера – це фізична чи хімічна зміна?
Відповідь: це фізична зміна, оскільки змінюються форма та розмір шматочків фруктів, але хімічний компонент залишається незмінним.
Хімічні реакції
Хімічна зміна також називається хімічною реакцією. Хімічна реакція — це перетворення речовини в нову, що має іншу хімічну приналежність. Хімічні реакції виділяють або поглинають тепло чи іншу енергію або можуть утворювати газ, запах, колір або звук. Якщо ви не бачите жодного з цих ознак, імовірно, відбулися фізичні зміни. Речовини, які реагують одна з одною в результаті реакції, називаються реагентами , а нові речовини, які утворюються в результаті реакції, називаються продуктами.
Нижче наведено дві хімічні реакції. (1) Реакція водню з киснем утворює воду. Водень і кисень є двома реагентами, а вода є продуктом (2) Реакція вуглецю з киснем з утворенням вуглекислого газу. Вуглець і кисень є двома реагентами, а вуглекислий газ є продуктом.
Під час хімічної зміни або хімічної реакції атоми в молекулах реагентів перегруповуються з утворенням одного або кількох продуктів. Хімічні рівняння використовуються для символічного представлення хімічної реакції.
Коли хімічна реакція представлена за допомогою символів і формул для реагентів і продуктів, що беруть участь у реакції, вона називається хімічним рівнянням. Приклад: хімічне рівняння реакції вуглецю з киснем з утворенням вуглекислого газу.
C + O 2 —> CO 2
Умови, необхідні для виникнення хімічної реакції:
- Площа поверхні: Швидкість хімічної реакції повільна, якщо площа поверхні реагентів мала, оскільки буде менша ймовірність контакту між реагентами. Якщо площа поверхні велика, то швидкість реакції зростає. Наприклад, в лабораторії порошкоподібна форма карбонату кальцію набагато швидше реагує з розведеною соляною кислотою, ніж шматки вапняку.
- Каталізатор: каталізатор прискорює реакцію, тому його додають у реакцію, щоб збільшити швидкість реакції, не витрачаючись у процесі. Наприклад, ферменти в нашому організмі діють як каталізатори, оскільки вони прискорюють швидкість хімічних реакцій у клітині чи поза нею.
- Тиск: деякі хімічні реакції відбуваються лише після застосування тиску. Наприклад, при виробництві аміаку в процесі Габера швидкість реакції між азотом і воднем збільшується завдяки використанню дуже високого тиску.
- Тепло: різні реакції відбуваються лише за певної температури. Коли до реагентів підводиться тепло, вони вступають у реакцію. Ми використовуємо пальник або гарячу плиту в лабораторії, щоб збільшити швидкість реакцій, які реагують повільно за кімнатної температури. У багатьох випадках підвищення температури лише на 10 °C приблизно подвоює швидкість реакції.
- Світло: світло також є одним із факторів, що стимулюють швидкість реакції, також є деякі реакції, які відбуваються лише за наявності світла. Найкращим прикладом тут є фотосинтез. Хімічна реакція, яка починається з поглинання світла як форми енергії, називається фотохімічною реакцією.
