Grensloze Scheikunde
Fysische en chemische veranderingen in materie
Er zijn twee soorten veranderingen in materie: fysische verandering en chemische verandering.
Leerdoelen
Benoem de belangrijkste kenmerken van fysische en chemische veranderingen
Key Takeaways
Key Points
- Physische veranderingen veranderen alleen het uiterlijk van een stof, niet de chemische samenstelling.
- Chemische veranderingen zorgen ervoor dat een stof verandert in een geheel nieuwe stof met een nieuwe chemische formule.
- Chemische veranderingen staan ook bekend als chemische reacties. De “ingrediënten” van een reactie worden reactanten genoemd, en de eindresultaten worden producten genoemd.
Key Terms
- chemische verandering: Een proces dat een stof doet veranderen in een nieuwe stof met een nieuwe chemische formule.
- chemische reactie: Een proces waarbij interatomaire bindingen worden verbroken of gemaakt en een stof (of stoffen) in een andere stof wordt (worden) omgezet.
- fysische verandering: Een proces dat er niet toe leidt dat een stof een fundamenteel andere stof wordt.
Er zijn twee soorten verandering in materie: fysische verandering en chemische verandering. Zoals de namen al suggereren, heeft een fysische verandering invloed op de fysische eigenschappen van een stof, en een chemische verandering op de chemische eigenschappen. Veel fysische veranderingen zijn omkeerbaar (zoals opwarmen en afkoelen), terwijl chemische veranderingen vaak onomkeerbaar zijn of alleen omkeerbaar met een extra chemische verandering.
Fysische & Chemische veranderingen: Deze video beschrijft fysische en chemische veranderingen in materie.
Fysische verandering: Het mengen van een smoothie brengt fysieke veranderingen met zich mee, maar geen chemische veranderingen.
Fysische veranderingen
Een andere manier om hierover na te denken is dat een fysieke verandering er niet voor zorgt dat een stof een fundamenteel andere stof wordt, maar dat een chemische verandering ervoor zorgt dat een stof verandert in iets chemisch nieuws. Het mixen van een smoothie, bijvoorbeeld, brengt twee fysische veranderingen met zich mee: de verandering in vorm van elk stuk fruit en het samenvoegen van veel verschillende stukken fruit. Omdat geen van de chemicaliën in de smoothiecomponenten verandert tijdens het mengen (het water en de vitaminen uit het fruit blijven bijvoorbeeld onveranderd), weten we dat er geen chemische veranderingen bij betrokken zijn.
Snijden, scheuren, verbrijzelen, malen en mengen zijn andere soorten fysische veranderingen, omdat ze wel de vorm maar niet de samenstelling van een materiaal veranderen. Door bijvoorbeeld zout en peper te mengen ontstaat een nieuwe stof zonder dat de chemische samenstelling van een van beide componenten verandert.
Faseveranderingen zijn veranderingen die optreden wanneer stoffen worden gesmolten, bevroren, gekookt, gecondenseerd, gesublimeerd, of neergeslagen. Het zijn ook fysische veranderingen omdat ze de aard van de stof niet veranderen.
Kokend water: Kokend water is een voorbeeld van een fysische verandering en niet van een chemische verandering, omdat de waterdamp nog steeds dezelfde moleculaire structuur heeft als vloeibaar water (H2O). Als de belletjes werden veroorzaakt door de ontbinding van een molecuul in een gas (zoals H2O →H2 en O2), dan zou koken een chemische verandering zijn.
Chemische veranderingen
Chemische veranderingen staan ook bekend als chemische reacties. De “ingrediënten” van een reactie worden de reactanten genoemd, en de eindresultaten worden de producten genoemd. De verandering van reactanten naar producten wordt aangegeven met een pijl:
Reactanten → Producten
De vorming van gasbellen is vaak het gevolg van een chemische verandering (behalve in het geval van koken, wat een fysische verandering is). Een chemische verandering kan ook leiden tot de vorming van een neerslag, zoals het verschijnen van een troebel materiaal wanneer opgeloste stoffen worden gemengd.
Rotten, verbranden, koken en roesten zijn allemaal andere soorten chemische veranderingen, omdat ze stoffen produceren die geheel nieuwe chemische verbindingen zijn. Verbrand hout bijvoorbeeld wordt as, kooldioxide en water. Bij blootstelling aan water wordt ijzer een mengsel van verschillende gehydrateerde ijzeroxiden en -hydroxiden. Gist voert gisting uit om alcohol te produceren uit suiker.
Een onverwachte kleurverandering of het vrijkomen van een geur duidt ook vaak op een chemische verandering. De kleur van het element chroom wordt bijvoorbeeld bepaald door zijn oxidatietoestand; een enkele chroomverbinding zal alleen van kleur veranderen als zij een oxidatie- of reductiereactie ondergaat. De hitte van het koken van een ei verandert de interacties en vormen van de eiwitten in het eiwit, waardoor de moleculaire structuur verandert en het eiwit verandert van doorschijnend in ondoorzichtig.
De beste manier om er volledig zeker van te zijn of een verandering fysisch of chemisch is, is het uitvoeren van chemische analyses, zoals massaspectroscopie, op de stof om de samenstelling voor en na een reactie te bepalen.