Динамічні зміни вбудовані в саму природу. Все змінюється так чи інакше кожен момент. Якщо ви уважно подивитеся, ви знайдете сотні прикладів фізичних і хімічних явищ, які є цілком природними перетвореннями.
Зміни - єдина константа у всесвіті
Як не дивно, зміна є єдиною константою в нашому Всесвіті. Щоб зрозуміти фізичні та хімічні явища (приклади в природі зустрічаються на кожному кроці), прийнято класифікувати їх за типами, залежно від характеру кінцевого результату, викликаного ними. Розрізняють фізичні, хімічні та змішані зміни, які містять в собі і перші, і другі.
Фізичні та хімічні явища: приклади та значення
Що таке фізичне явище? Будь-які зміни, що відбуваються в речовині без зміни її хімічного складу, є фізичними. Вони характеризуються змінами фізичних атрибутів і матеріального стану (тверде, рідке або газоподібне), щільності, температури, обсягу, які відбуваються без зміни його фундаментальної хімічної структури. Не відбувається створення нових хімічних продуктів або зміни загальної маси. Крім того, цей тип змін зазвичай є тимчасовим і в деяких випадках повністю обраним.
Коли ви змішуєте хімікати в лабораторії, можна легко побачити реакцію, але у світі навколо вас відбувається безліч хімічних реакцій щодня. Хімічна реакція змінює молекули, тоді як фізична зміна тільки перебудовує їх. Наприклад, якщо ми візьмемо газ хлору і металевий натрій і об 'єднаємо їх, ми отримаємо їдальню сіль. Отримана речовина сильно відрізняється від будь-якого з її складових частин. Це хімічна реакція. Якщо потім розчинити цю сіль у воді, ми просто змішуємо молекули солі з молекулами води. У цих частинках немає змін, це фізичне перетворення.
Приклади фізичних змін
Все складається з атомів. При з 'єднанні атомів утворюються різні молекули. Різні властивості, які успадковують об 'єкти, є наслідком різних молекулярних або атомних структур. Основні властивості об 'єкта залежать від їхнього молекулярного розташування. Фізичні зміни відбуваються без зміни молекулярної або атомної структури об 'єктів. Вони просто перетворюють стан об 'єкта, не змінюючи його природи. Плавлення, конденсація, зміна обсягу та випаровування є прикладами фізичних явищ.
Додаткові приклади фізичних змін: метал, що розширюється при нагріванні, передача звуку через повітря, замерзання води взимку в лід, мідь втягується в дроти, формування глини на різних об 'єктах, морозиво плавиться до рідини, нагрівання металу і перетворення його в іншу форму, сублімація йоду при нагріванні, падіння будь-якого об 'єкта під дією сили тяжкості, чорнила поглинаються крейдою, намагнічування залізних цвяхів, сніговик, що тане на сонці, лампи розжарювання, магнітна левітація об 'єкта.
Як розрізняти фізичні та хімічні зміни?
Багато прикладів хімічних явищ і фізичних можна зустріти в житті. Часто важко визначити різницю між ними, особливо коли обидва можуть відбуватися одночасно. Щоб визначити фізичні зміни, поставте такі запитання:
- Чи є стан стану об 'єкта зміною (газоподібною, твердою та рідкою)?
- Чи є зміна суто обмеженим фізичним параметром або характеристикою, такою як щільність, форма, температура чи обсяг?
- Чи є хімічна природа об 'єкта зміною?
- Чи виникають хімічні реакції, що призводять до створення нових продуктів?
Якщо відповіді на одне з перших двох запитань так, і відповіді на наступні запитання відсутні, це, швидше за все, це фізичне явище. І навпаки, якщо відповідь на будь-яке з двох останніх питань позитивна, в той час як перші два негативні, це, безумовно, хімічне явище. Трюк полягає в тому, щоб просто чітко спостерігати і аналізувати те, що ви бачите.
Приклади хімічних реакцій у щоденному житті
Хімія відбувається в навколишньому вас світі, а не тільки в лабораторії. Матерія взаємодіє для утворення нових продуктів за допомогою процесу, званого хімічною реакцією або хімічною зміною. Кожен раз, коли ви готуєте або прибираєте, це хімія в дії. Ваше тіло живе і росте завдяки хімічним реакціям. Є реакції, коли ви приймаєте ліки, запалюєте сірник і зітхаєте. Ось 10 хімічних реакцій у повсякденному житті. Це лише невелика вибірка з тих прикладів фізичних і хімічних явищ у житті, які ви бачите і відчуваєте багато разів щодня:
- Фотосинтез. Хлорофіл у листях рослин перетворює вуглекислий газ і воду на глюкозу та кисень. Це одна з найпоширеніших щоденних хімічних реакцій, а також одна з найважливіших, оскільки саме так рослини виробляють їжу для себе і тварин і перетворюють вуглекислий газ на кисень.
- Аеробне клітинне дихання є реакцією з киснем у людських клітинах. Аеробне клітинне дихання є протилежним процесом фотосинтезу. Різниця полягає в тому, що молекули енергії об 'єднуються з киснем, яким ми дихаємо, щоб вивільнити енергію, необхідну нашим клітинам, а також вуглекислий газ і воду. Енергія, використовувана клітинами, являє собою хімічну енергію у вигляді АТФ.
- Анаеробне дихання. Анаеробне дихання виробляє вино та інші ферментовані продукти. Ваші м 'язові клітини виконують анаеробне дихання, коли ви вичерпуєте переданий кисень, наприклад, при інтенсивній або тривалій вправі. Анаеробне дихання дріжджами і бактеріями використовується для ферментації для виробництва етанолу, вуглекислого газу та інших хімічних речовин, які виробляють сир, вино, пиво, йогурт, хліб і багато інших поширених продуктів.
- Згорання - це тип хімічної реакції. Це хімічна реакція в повсякденному житті. Кожен раз, коли ви запалюєте сірник або свічку, розпалюєте багаття, ви бачите реакцію горіння. Спалювання об 'єднує енергетичні молекули з киснем для отримання двоокису вуглецю і води.
- Іржа - загальна хімічна реакція. З часом залізо розвиває червоне покриття, яке шовхнеться, називається іржею. Це приклад реакції окислення. Інші щоденні приклади включають формування вердигрів на міді і потускнення срібла.
- Змішування хімічних речовин викликає хімічні реакції. Пекарський порошок і харчова сода виконують аналогічні функції при випічці, але вони по-різному реагують на інші інгредієнти, тому ви не завжди можете замінити їх на інший. Якщо ви комбінуєте оцет і харчову соду для хімічного "" вулкана "" або молока з порошком для випічки в рецепті, ви відчуваєте реакцію подвійного зміщення або метатезису (плюс деякі інші). Інгредієнти рекомбінують для отримання газоподібного діоксиду вуглецю та води. Вуглекислий газ утворює бульбашки і допомагає "" вирощуванню "" хлібобулочних виробів. Ці реакції здаються простими на практиці, але часто складаються з декількох етапів.
- Батареї є прикладами електрохімії. Батареї використовують електрохімічні або окислювально-відновлювальні реакції для перетворення хімічної енергії на електричну.
- Травлення. Тисячі хімічних реакцій відбуваються під час травлення. Як тільки ви покладете їжу в рот, фермент у вашій слині, званий амілазою, починає руйнувати цукру та інші вуглеводи в більш прості форми, які ваше тіло може поглинати. Соляна кислота у вашому шлунку реагує з їжею, щоб її зруйнувати, а ферменти розщеплюють білки і жири, щоб вони могли всмоктуватися в кров через стінки кишечника.
- Кислотно-базові реакції. Кожного разу, коли ви змішуєте кислоту (наприклад, оцет, лимонний сік, сірчану кислоту, соляну кислоту) з лужею (наприклад, харчовою содою, милом, аміаком, ацетоном), ви виконуєте кислотно-лужну реакцію. Ці процеси нейтралізують один одного, отримуючи сіль і воду. Хлорид натрію не є єдиною сіллю, яка може бути утворена. Наприклад, тут наведено хімічне рівняння для реакції кислотно-лужної реакції, в якій утворюється хлорид калію, звичайний замінник їдальні солі: HCl + KOH → KCl + H2O.
- Мило і миючі засоби. Їх очищають шляхом хімічних реакцій. Мило емульгує бруд, що означає, що масляні плями зв 'язуються з милом, щоб їх можна було зняти водою. Миючі засоби знижують поверхневе натягнення води, тому вони можуть взаємодіяти з маслами, ізолювати їх і змивати.
- Хімічні реакції при приготуванні їжі. Кулінарія - один великий практичний експеримент з хімії. Приготування використовує тепло, щоб викликати хімічні зміни в їжі. Наприклад, коли ви сильно кип 'ятите яйце, сірководень, отриманий нагріванням яєчного білка, може реагувати з залізом з яєчного жовтка, утворюючи сіро-зелене кільце навколо жовтка. Коли ви готуєте м 'ясо або випічку, реакція Майяра між амінокислотами і цукрами дає коричневий колір і бажаний смак.
Інші приклади хімічних і фізичних явищ
Фізичні властивості описують характеристики, які не змінюють речовину. Наприклад, ви можете змінити колір паперу, але це ще папір. Ви можете кип 'ятити воду, але коли ви збираєте і конденсуєте пар, це все ще вода. Ви можете визначити масу аркуша паперу, і це все ще папір.
Хімічними властивостями є ті, які показують, як речовина реагує або не реагує з іншими речовинами. Коли металевий натрій поміщають у воду, він реагує бурхливо, утворюючи гідроксид натрію і водень. Достатнє тепло виділяється тим, що водень виривається в полум 'я, реагуючи з киснем у повітрі. З іншого боку, коли ви кладете шматок мідного металу у воду, реакція не виникає. Таким чином, хімічна властивість натрію полягає в тому, що він реагує з водою, а хімічна властивість міді полягає в тому, що це не так.
Які ще можна навести приклади хімічних явищ і фізичних? Хімічні реакції завжди відбуваються між електронами в валентних оболонках атомів елементів в періодичній таблиці. Фізичні явища на низьких енергетичних рівнях просто включають механічні взаємодії - випадкові зіткнення атомів без хімічних реакцій, таких як атоми або молекули газу. Коли енергії зіткнень дуже великі, цілісність ядра атомів порушується, що призводить до ділення або злиття залучених видів. Спонтанний радіоактивний розпад зазвичай вважається фізичним явищем.