Boundless Chemistry
Fysikaliska och kemiska förändringar av materia
Det finns två typer av förändringar i materia: fysikaliska förändringar och kemiska förändringar.
Lärandemål
Identifiera de viktigaste egenskaperna hos fysikaliska och kemiska förändringar
Nyckelresultat
Nyckelpunkter
- Fysikaliska förändringar ändrar endast utseendet på ett ämne, inte dess kemiska sammansättning.
- Kemiska förändringar gör att ett ämne förändras till ett helt nytt ämne med en ny kemisk formel.
- Kemiska förändringar kallas också för kemiska reaktioner. ”Ingredienserna” i en reaktion kallas reaktanter och slutresultaten kallas produkter.
Nyckelbegrepp
- kemisk förändring: En process som gör att ett ämne ändras till ett nytt ämne med en ny kemisk formel.
- Kemisk reaktion: En process som innebär att interatomära bindningar bryts eller skapas och att ett ämne (eller ämnen) omvandlas till ett annat.
- Fysikalisk förändring: En process som innebär att ett ämne (eller ämnen) omvandlas till ett annat: En process som inte gör att ett ämne blir ett fundamentalt annorlunda ämne.
Det finns två typer av förändring i materia: fysisk förändring och kemisk förändring. Som namnen antyder påverkar en fysisk förändring ett ämnes fysiska egenskaper och en kemisk förändring påverkar ämnets kemiska egenskaper. Många fysiska förändringar är reversibla (t.ex. uppvärmning och nedkylning), medan kemiska förändringar ofta är irreversibla eller endast reversibla med en ytterligare kemisk förändring.
Fysiska & Kemiska förändringar: Denna video beskriver fysikaliska och kemiska förändringar i materia.
Fysisk förändring:
Fysiska förändringar
Ett annat sätt att tänka på detta är att en fysisk förändring inte gör att ett ämne blir ett fundamentalt annorlunda ämne, men en kemisk förändring gör att ett ämne förändras till något kemiskt nytt. Att mixa en smoothie innebär till exempel två fysiska förändringar: att varje frukt ändrar sin form och att många olika fruktbitar blandas ihop. Eftersom ingen av kemikalierna i smoothiekomponenterna förändras under blandningen (vattnet och vitaminerna från frukten är till exempel oförändrade) vet vi att det inte rör sig om några kemiska förändringar.
Skärning, rivning, krossning, malning och blandning är ytterligare typer av fysikaliska förändringar eftersom de ändrar formen men inte sammansättningen av ett material. Om man till exempel blandar salt och peppar skapas ett nytt ämne utan att ändra den kemiska sammansättningen hos någon av komponenterna.
Fasförändringar är förändringar som sker när ämnen smälter, fryser, kokar, kondenseras, sublimeras eller deponeras. De är också fysiska förändringar eftersom de inte ändrar ämnets natur.
Kokning av vatten: Kokande vatten är ett exempel på en fysisk förändring och inte en kemisk förändring eftersom vattenångan fortfarande har samma molekylstruktur som flytande vatten (H2O). Om bubblorna orsakades av nedbrytningen av en molekyl till en gas (t.ex. H2O →H2 och O2) skulle kokning vara en kemisk förändring.
Kemiska förändringar
Kemiska förändringar kallas också för kemiska reaktioner. ”Ingredienserna” i en reaktion kallas reaktanter, och slutresultatet kallas produkter. Förändringen från reaktanter till produkter betecknas med en pil:
Reaktanter → Produkter
Bildningen av gasbubblor är ofta resultatet av en kemisk förändring (utom vid kokning, som är en fysisk förändring). En kemisk förändring kan också resultera i bildandet av en utfällning, till exempel uppkomsten av ett grumligt material när upplösta ämnen blandas.
Rotering, förbränning, kokning och rostning är alla ytterligare typer av kemiska förändringar eftersom de producerar ämnen som är helt nya kemiska föreningar. Bränd ved blir till exempel till aska, koldioxid och vatten. När järn utsätts för vatten blir det en blandning av flera hydratiserade järnoxider och hydroxider. Jäst utför jäsning för att producera alkohol från socker.
En oväntad färgförändring eller avgivning av lukt tyder också ofta på en kemisk förändring. Exempelvis bestäms färgen på grundämnet krom av dess oxidationstillstånd; en enskild kromförening ändrar färg endast om den genomgår en oxidations- eller reduktionsreaktion. Värmen från tillagning av ett ägg förändrar interaktionerna och formerna hos proteinerna i äggvitan, vilket förändrar dess molekylära struktur och omvandlar äggvitan från genomskinlig till ogenomskinlig.
Det bästa sättet att vara helt säker på om en förändring är fysikalisk eller kemisk är att utföra kemiska analyser, t.ex. masspektroskopi, på ämnet för att bestämma dess sammansättning före och efter en reaktion.