Boundless Chemistry
Az anyag fizikai és kémiai változásai
Az anyagban kétféle változás van: fizikai és kémiai változás.
Tanulási célok
A fizikai és kémiai változások legfontosabb jellemzőinek azonosítása
Főbb tanulságok
Főbb pontok
- A fizikai változások csak az anyag megjelenését változtatják meg, a kémiai összetételét nem.
- A kémiai változások hatására egy anyag teljesen új anyaggá változik, új kémiai képlettel.
- A kémiai változásokat kémiai reakcióknak is nevezik. A reakció “összetevőit” reaktánsoknak, a végeredményt pedig termékeknek nevezzük.
Főbb fogalmak
- kémiai változás: Olyan folyamat, amelynek hatására egy anyag új kémiai képlettel rendelkező új anyaggá változik.
- kémiai reakció: Olyan folyamat, amelynek során atomok közötti kötések szakadnak meg vagy jönnek létre, és egy anyag (vagy anyagok) egy másik anyaggá alakul át.
- fizikai változás: Olyan folyamat, amelynek során egy anyag nem válik alapvetően más anyaggá.
Az anyagban bekövetkező változásnak két típusa van: a fizikai változás és a kémiai változás. Ahogy a nevek is sugallják, a fizikai változás az anyag fizikai tulajdonságait, a kémiai változás pedig a kémiai tulajdonságait befolyásolja. Sok fizikai változás visszafordítható (például a melegítés és a hűtés), míg a kémiai változások gyakran visszafordíthatatlanok vagy csak további kémiai változással visszafordíthatók.
Fizikai & Kémiai változások: Ez a videó az anyag fizikai és kémiai változásait ismerteti.
Fizikai változás: A turmix turmixolása fizikai változásokkal jár, de kémiai változásokkal nem.
Fizikai változások
Egy másik gondolatmenet szerint a fizikai változás hatására egy anyag nem válik alapvetően más anyaggá, de a kémiai változás hatására egy anyag kémiailag új anyaggá változik. A turmix turmixolása például két fizikai változással jár: az egyes gyümölcsök alakjának megváltozásával és a sok különböző gyümölcsdarab összekeverésével. Mivel a turmix összetevőinek egyik vegyi anyag sem változik meg a turmixolás során (a gyümölcsökből származó víz és vitaminok például nem változnak), tudjuk, hogy nem történik kémiai változás.
A vágás, a tépés, a törés, az őrlés és a keverés a fizikai változások további típusai, mivel ezek az anyag formáját változtatják meg, de nem az összetételét. Például a só és a bors összekeverésével egy új anyag jön létre anélkül, hogy bármelyik összetevő kémiai összetétele megváltozna.
A fázisváltozások olyan változások, amelyek az anyagok olvadásakor, fagyásakor, forralásakor, sűrítéskor, szublimálásakor vagy lerakódásakor következnek be. Ezek is fizikai változások, mert nem változtatják meg az anyag természetét.
Vízforralás: A víz forralása példa a fizikai változásra és nem a kémiai változásra, mert a vízgőz továbbra is ugyanolyan molekulaszerkezetű, mint a folyékony víz (H2O). Ha a buborékokat egy molekula gázzá bomlása okozná (például H2O →H2 és O2), akkor a forrás kémiai változás lenne.
Kémiai változások
A kémiai változásokat kémiai reakcióknak is nevezik. A reakció “összetevőit” reaktánsoknak, a végeredményt pedig termékeknek nevezzük. A reaktánsokról a termékekre történő változást egy nyíl jelzi:
Reaktánsok → Termékek
A gázbuborékok képződése gyakran kémiai változás eredménye (kivéve a forrást, ami fizikai változás). Kémiai változás eredménye lehet egy csapadék képződése is, például egy zavaros anyag megjelenése, amikor oldott anyagok keverednek.
A forgatás, az égetés, a főzés és a rozsdásodás mind a kémiai változások további típusai, mert olyan anyagokat hoznak létre, amelyek teljesen új kémiai vegyületek. Például az elégetett fa hamuvá, szén-dioxiddá és vízzé válik. Vízzel érintkezve a vas több hidratált vasoxid és hidroxid keverékévé válik. Az élesztő erjedést végez, hogy cukorból alkoholt állítson elő.
Egy váratlan színváltozás vagy szagfelszabadulás is gyakran jelez kémiai változást. Például a króm elem színét az oxidációs állapota határozza meg; egy krómvegyület csak akkor változtatja meg a színét, ha oxidációs vagy redukciós reakción megy keresztül. A tojás főzéséből származó hő hatására megváltozik a tojásfehérjében lévő fehérjék kölcsönhatása és alakja, ezáltal megváltozik a molekulaszerkezete, és a tojásfehérje áttetszőből átlátszatlanná válik.
A legjobb módja annak, hogy teljesen biztosak legyünk abban, hogy egy változás fizikai vagy kémiai eredetű, ha kémiai elemzéseket, például tömegspektroszkópiát végzünk az anyagon, hogy meghatározzuk az összetételét a reakció előtt és után.