Boundless Chemistry
Fizyczne i chemiczne zmiany w materii
Istnieją dwa rodzaje zmian w materii: zmiany fizyczne i zmiany chemiczne.
Cele nauczania
Zidentyfikuj kluczowe cechy zmian fizycznych i chemicznych
Kluczowe wnioski
Kluczowe punkty
- Zmiany fizyczne zmieniają tylko wygląd substancji, a nie jej skład chemiczny.
- Zmiany chemiczne powodują, że substancja zmienia się w zupełnie nową substancję o nowym wzorze chemicznym.
- Zmiany chemiczne są również znane jako reakcje chemiczne. Składniki” reakcji nazywane są reagentami, a wyniki końcowe nazywane są produktami.
Kluczowe pojęcia
- Zmiana chemiczna: Proces, który powoduje, że substancja zmienia się w nową substancję o nowym wzorze chemicznym.
- reakcja chemiczna: Proces obejmujący zerwanie lub utworzenie wiązań międzyatomowych i przekształcenie substancji (lub substancji) w inną substancję.
- Zmiana fizyczna: Proces, który nie powoduje, że substancja staje się zasadniczo inną substancją.
Istnieją dwa rodzaje zmian w materii: zmiana fizyczna i zmiana chemiczna. Jak sugerują nazwy, zmiana fizyczna wpływa na właściwości fizyczne substancji, a zmiana chemiczna wpływa na jej właściwości chemiczne. Wiele zmian fizycznych jest odwracalnych (takich jak ogrzewanie i chłodzenie), podczas gdy zmiany chemiczne są często nieodwracalne lub odwracalne tylko z dodatkową zmianą chemiczną.
Zmiany fizyczne & Zmiany chemiczne: Ten film opisuje fizyczne i chemiczne zmiany w materii.
Zmiana fizyczna: Miksowanie smoothie wiąże się ze zmianami fizycznymi, ale bez zmian chemicznych.
Zmiany fizyczne
Innym sposobem myślenia o tym jest to, że zmiana fizyczna nie powoduje, że substancja staje się zasadniczo inną substancją, ale zmiana chemiczna powoduje, że substancja zmienia się w coś chemicznie nowego. Mieszanie smoothie, na przykład, obejmuje dwie fizyczne zmiany: zmianę kształtu każdego owocu i mieszanie razem wielu różnych kawałków owoców. Ponieważ żadna z substancji chemicznych w składnikach smoothie nie zmienia się podczas mieszania (woda i witaminy z owoców pozostają niezmienione, na przykład), wiemy, że nie zachodzą żadne zmiany chemiczne.
Cięcie, rozrywanie, kruszenie, mielenie i mieszanie to kolejne rodzaje zmian fizycznych, ponieważ zmieniają one formę, ale nie skład materiału. Na przykład, mieszanie soli i pieprzu tworzy nową substancję bez zmiany składu chemicznego któregokolwiek ze składników.
Zmiany fazowe to zmiany, które zachodzą, gdy substancje są topione, zamrażane, gotowane, skraplane, sublimowane lub osadzane. Są one również zmianami fizycznymi, ponieważ nie zmieniają charakteru substancji.
Wrząca woda: Gotowanie wody jest przykładem zmiany fizycznej, a nie chemicznej, ponieważ para wodna nadal ma taką samą strukturę molekularną jak woda w stanie ciekłym (H2O). Jeśli bąbelki byłyby spowodowane rozpadem cząsteczki na gaz (np. H2O →H2 i O2), to wrzenie byłoby zmianą chemiczną.
Zmiany chemiczne
Zmiany chemiczne są również znane jako reakcje chemiczne. Składniki” reakcji nazywane są reagentami, a wyniki końcowe – produktami. Zmiana z reaktantów na produkty jest oznaczona strzałką:
Reaktanty → Produkty
Powstawanie pęcherzyków gazu jest często wynikiem zmiany chemicznej (z wyjątkiem wrzenia, które jest zmianą fizyczną). Zmiana chemiczna może również prowadzić do powstania osadu, takiego jak pojawienie się mętnego materiału po zmieszaniu rozpuszczonych substancji.
Rotowanie, spalanie, gotowanie i rdzewienie to kolejne rodzaje zmian chemicznych, ponieważ wytwarzają one substancje, które są całkowicie nowymi związkami chemicznymi. Na przykład, spalone drewno staje się popiołem, dwutlenkiem węgla i wodą. W kontakcie z wodą żelazo staje się mieszaniną kilku uwodnionych tlenków i wodorotlenków żelaza. Drożdże przeprowadzają fermentację w celu wytworzenia alkoholu z cukru.
Niespodziewana zmiana koloru lub uwolnienie zapachu również często wskazuje na zmianę chemiczną. Na przykład, kolor pierwiastka chromu jest określany przez jego stan utlenienia; pojedynczy związek chromu zmieni kolor tylko wtedy, gdy przejdzie reakcję utleniania lub redukcji. Ciepło powstałe w wyniku gotowania jajka zmienia interakcje i kształty białek w białku jajka, zmieniając w ten sposób jego strukturę molekularną i przekształcając białko z półprzezroczystego w nieprzezroczyste.
Najlepszym sposobem na uzyskanie całkowitej pewności, czy zmiana jest fizyczna czy chemiczna, jest przeprowadzenie analizy chemicznej, takiej jak spektroskopia masowa, na substancji w celu określenia jej składu przed i po reakcji.
W celu określenia składu substancji przed i po reakcji, należy przeprowadzić analizę chemiczną.