Boundless Chemistry
Fyzikální a chemické změny hmoty
Existují dva typy změn hmoty: fyzikální změny a chemické změny.
Cíle výuky
Určit klíčové vlastnosti fyzikálních a chemických změn
Klíčové poznatky
Klíčové body
- Fyzikální změny mění pouze vzhled látky, nikoli její chemické složení.
- Chemické změny způsobují, že se látka mění na zcela novou látku s novým chemickým vzorcem.
- Chemické změny se také nazývají chemické reakce. „Složky“ reakce se nazývají reaktanty a konečné výsledky se nazývají produkty.
Klíčové pojmy
- chemická změna: Proces, při kterém se látka mění na novou látku s novým chemickým vzorcem.
- chemická reakce:
- chemická reakce: Proces, při kterém dochází k přerušení nebo vytvoření meziatomových vazeb a přeměně látky (nebo látek) na jinou.
- fyzikální změna:
Existují dva typy změn v látce: fyzikální změna a chemická změna. Jak názvy napovídají, fyzikální změna ovlivňuje fyzikální vlastnosti látky a chemická změna ovlivňuje její chemické vlastnosti. Mnoho fyzikálních změn je vratných (například zahřívání a ochlazování), zatímco chemické změny jsou často nevratné nebo vratné pouze s další chemickou změnou.
Fyzikální & Chemické změny:
Fyzikální změny: Mixování smoothie zahrnuje fyzikální změny, ale žádné chemické změny.
Fyzikální změny
Jiný způsob, jak o tom přemýšlet, je, že fyzikální změna nezpůsobí, že se látka stane zásadně jinou látkou, ale chemická změna způsobí, že se látka změní na něco chemicky nového. Například mixování smoothie zahrnuje dvě fyzikální změny: změnu tvaru jednotlivých druhů ovoce a smíchání mnoha různých kousků ovoce. Protože během mixování nedochází ke změně žádné z chemických látek obsažených ve složkách smoothie (například voda a vitamíny z ovoce se nemění), víme, že se nejedná o žádnou chemickou změnu.
Krájení, trhání, drcení, mletí a mixování jsou dalšími typy fyzikálních změn, protože mění tvar, ale ne složení látky. Například smícháním soli a pepře vznikne nová látka, aniž by se změnilo chemické složení obou složek.
Fázové změny jsou změny, ke kterým dochází při tání, mrznutí, vaření, kondenzaci, sublimaci nebo usazování látek. Jsou to také fyzikální změny, protože nemění povahu látky.
Vaření vody: Vaření vody je příkladem fyzikální změny, nikoliv změny chemické, protože vodní pára má stále stejnou molekulární strukturu jako kapalná voda (H2O). Pokud by bublinky byly způsobeny rozkladem molekuly na plyn (například H2O →H2 a O2), pak by vaření bylo chemickou změnou.
Chemické změny
Chemické změny se také nazývají chemické reakce. „Složky“ reakce se nazývají reaktanty a konečné výsledky se nazývají produkty. Změna z reaktantů na produkty je označena šipkou:
Reaktanty → produkty
Tvorba bublinek plynu je často výsledkem chemické změny (kromě případu varu, který je změnou fyzikální). Výsledkem chemické změny může být také vznik sraženiny, například vznik zákalu při smíchání rozpuštěných látek.
Rotování, hoření, vaření a rezavění jsou dalšími typy chemických změn, protože při nich vznikají látky, které jsou zcela novými chemickými sloučeninami. Například ze spáleného dřeva se stane popel, oxid uhličitý a voda. Železo se působením vody stává směsí několika hydratovaných oxidů a hydroxidů železa. Kvasinky provádějí kvašení za účelem výroby alkoholu z cukru.
Nečekaná změna barvy nebo uvolnění zápachu také často signalizuje chemickou změnu. Například barva prvku chromu je určena jeho oxidačním stavem; jednotlivá sloučenina chromu změní barvu pouze v případě, že projde oxidační nebo redukční reakcí. Teplo vznikající při vaření vajec mění interakce a tvary bílkovin ve vaječném bílku, čímž mění jeho molekulární strukturu a mění bílek z průsvitného na neprůhledný.
Nejlepším způsobem, jak si být zcela jistý, zda je změna fyzikální nebo chemická, je provést chemické analýzy, například hmotnostní spektroskopii, a určit tak složení látky před reakcí a po ní.