Что называется химическим явлением приведи три примера химических явлений
§ 12. Явления физические и химические. Признаки химических реакций
1. Какие явления называются физическими? Приведите три примера физических явлений, которые вы можете наблюдать в повседневной жизни.
Физическими называются явления, при которых изменяется состояние вещества или внешняя форма физических тел.
Например, плавление металла, таяние льда, испарение воды.
2. Какие явления называются химическими? Как они называются иначе? Перечислите важнейшие признаки химических реакций.
Явления, при которых одни вещества превращаются в другие, называются химическим реакциями.
Признаки химических реакций: выделение газа, образование или исчезновение осадка, изменение цвета, появление запаха, излучение света, выделение или поглощение теплоты.
3. Приведите примеры химических реакций, протекающих в организме человека, в природе.
В природе: ржавление железа, образование озона, фотосинтез.
В теле человека: дыхание (человек потребляет кислород, выделяет углекислый газ), жир превращается в углекислый газ и воду.
4. К каким явлениям — физическим или химическим относятся: а) испарение спирта; б) горение бензина; в) плавление сахара при нагревании; г) потемнение медной пластинки в пламени спиртовки; д) прокисание молока; е) гниение мяса?
Физические явление: испарение спирта, плавление сахара при нагревании.
Химические явления: горение бензина, потемнение медной пластинки в пламени спиртовки, прокисание молока, гниение мяса.
5. Опишите химические реакции, протекающие при нагревании малахита, горении магния, смешивании растворов медного купороса и соды.
При нагревании малахита наблюдается изменение цвета, при горении магния – изменение цвета, выделение теплоты, появление запаха. При смешивании растворов медного купороса и соды, выпадает осадок голубого цвета.
6. Какие условия необходимы для начала и осуществления химических реакций? Зачем перед началом реакции твердые вещества измельчают?
Главное необходимое условие для протекания реакций– это соприкосновение веществ. Но, некоторым может потребоваться нагревание, другим – освещение. Перед началом твердые вещества измельчают, чтобы увеличить площадь соприкосновения.
7. В каких случаях нагревание требуется только для начала реакций?
Деревянная лучинка, смесь железа и серы могу долгое время сохраняться при комнатной температуре, реакции начинаются только при нагревании.
8. Для удаления ржавчины с железных изделий их опускают в горячий водный раствор лимонной кислоты. Через некоторое время ржавчина исчезает, а жидкость окрашивается в желтый цвет. К каким явлениям — физическим или химическим — относится описанный процесс?
Эти признаки (исчезновение ржавчины, окрашивание жидкости в желтый цвет) свидетельствует о протекание химической реакции.
9. Какие признаки химических реакций наблюдаются при «извержении химического вулкана» — разложении одного из соединений хрома при нагревании (рис. 47)? Видеозапись данного опыта можно увидеть в Интернете, набрав в поисковике «Химический вулкан».
При таком явление можно наблюдать выделение газа, излучение света, выделение теплоты, изменение цвета.
Химические явления: примеры в природе и повседневной жизни
Физические изменения не связаны с химическими реакциями и созданием новых продуктов, например, таяние льда. Как правило, такие преобразования являются обратимыми. Кроме примеров физических явлений, в природе и в повседневной жизни встречаются также химические трансформации, при которых образуются новые продукты. Такие химические явления (примеры будут рассмотрены в статье) являются необратимыми.
Химические изменения
Химические изменения можно рассматривать как любое явление, которое позволяет ученым измерять химические свойства. Многие реакции также являются примерами химических явлений. Хотя не всегда легко сказать, что произошло именно химическое изменение, есть некоторые контрольные признаки. Что такое химические явления? Приведем примеры. Это может быть изменение цвета вещества, температуры, образование пузырьков или (в жидкостях) выпадение осадка. Можно привести следующие примеры химических явлений в жизни:
И это далеко не весь список. Можно рассмотреть некоторые из этих пунктов более подробно.
Наружный огонь с использованием дерева
Огонь — это тоже пример химического явления. Это быстрое окисление материала в экзотермическом химическом процессе горения, высвобождение тепла, света и различных продуктов реакции. Огонь является горячим, потому что происходит конверсия слабой двойной связи в молекулярном кислороде O2 к более сильным связям в продуктах сгорания углекислого газа и воды. Выделяется большая энергия (418 кДж на 32 г O2); энергии связи топлива играют лишь второстепенную роль здесь. В определенный момент реакции горения, называемой точкой воспламенения, образуются пламя.
Это видимая часть огня, которая состоит в основном из двуокиси углерода, водяного пара, кислорода и азота. Если температура достаточно высокая, газы могут стать ионизированными для получения плазмы. В зависимости от того, какие вещества загораются и какие примеси подаются снаружи, цвет пламени и интенсивность огня будут разными. Огонь в его наиболее распространенной форме может привести к пожару, который может нанести физический ущерб при горении. Огонь является важным процессом, который затрагивает экологические системы по всему миру. Положительные эффекты пожара включают стимулирующий рост и поддержание различных экологических систем.
Ржавчина
Так же, как и огонь, процесс ржавления является также окислительным процессом. Вот только не таким быстропротекающим. Ржавчина представляет собой оксид железа, обычно красный оксид, образованный окислительно-восстановительной реакцией железа и кислорода в присутствии воды или воздуха. Несколько форм ржавчины различаются как визуально, так и спектроскопией и формируются при разных обстоятельствах. Учитывая достаточное время, кислород и воду, всякая масса железа в конечном итоге полностью превращается в ржавчину и разлагается. Поверхностная ее часть является шелушащейся и рыхлой, и она не защищает подстилающее железо, в отличие от образования патины на медных поверхностях.
Такой пример химического явления, как ржавление, является общим термином для коррозии железа и его сплавов, таких как сталь. Многие другие металлы подвергаются аналогичной коррозии, но полученные оксиды обычно не называются ржавчиной. Существуют другие формы этой реакции как результат реакции между железом и хлоридом в среде, лишенной кислорода. Примером может служить арматура, используемая в подводных бетонных столбах, которая генерирует зеленую ржавчину.
Кристаллизация
Еще одним примером химического явления является кристаллический рост. Это процесс, в котором ранее существовавший кристалл становится больше по мере увеличения количества молекул или ионов в их положениях в кристаллической решетке. Кристалл определяется как атомы, молекулы или ионы, расположенные в упорядоченном повторяющемся образце, кристаллической решетке, распространяющейся во всех трех пространственных измерениях. Таким образом, рост кристаллов отличается от роста капли жидкости тем, что во время роста молекулы или ионы должны попадать в правильные положения решетки, чтобы упорядоченный кристалл мог расти.
Когда молекулы или ионы попадают в положение, отличное от положений в идеальной кристаллической решетке, образуются дефекты кристалла. Как правило, молекулы или ионы в кристаллической решетке улавливаются в том смысле, что они не могут двигаться от своих положений, и поэтому рост кристаллов часто необратим, так как когда молекулы или ионы встали на место в растущей решетке, они фиксируются в ней. Кристаллизация является обычным процессом как в промышленности, так и в естественном мире, и кристаллизация обычно понимается как состоящая из двух процессов. Если ранее не существовало кристалла, то новый кристалл должен зарождаться, а затем он должен подвергаться росту.
Химическое происхождение жизни
Химическое происхождение жизни относится к условиям, которые могли бы существовать и, следовательно, способствовали появлению первых дублируемых форм жизни.
Главным примером химических явлений в природе является сама жизнь. Считается, что совокупность физических и химических реакций смогла привести к появлению первых молекул, которые, репродуцируясь, привели к появлению жизни на планете.
11 лучших примеров химических изменений в повседневной жизни
Химические изменения происходят в результате химических реакций. В ходе химической реакции происходит перегруппировка атомов, и реакция сопровождается изменением энергии, поскольку образуются новые вещества.
Хотя существуют сотни тысяч различных химических реакций, большинство из них имеют схожие свойства. Эти сходства позволяют нам разделить химические изменения на три широкие категории.
Чтобы объяснить этот процесс более подробно, мы перечислили несколько наиболее распространенных примеров химических изменений, которые вы видите в повседневной жизни.
11. Выпечка торта
Тип: неорганическое изменение
Когда вы печете пирог, его ингредиенты (мука, яйцо, сахар, пекарский порошок и т.д.) претерпевают химические изменения. Это происходит в процессе выпечки:
Поскольку этот процесс выпечки требует тепла, это эндотермическая реакция. Она не может быть обращена вспять, поскольку сахар и дрожжи создали новые вещества. Это означает, что после выпечки пирога вы не сможете разделить его на исходные компоненты (муку, яйца, сахар).
10. Сжигание природного газа
Тип: Органическое изменение
Тип: Неорганические изменения
Точнее, высокоэнергетические соединения, плотно упакованные внутри фейерверка, сгорают с кислородом воздуха и превращаются в другие соединения, выделяя при этом звук, тепло и газы (такие, как угарный газ, углекислый газ и азот).
8. Созревание плодов
Тип: Органическое изменение
Созревание связано с изменениями в составе (например, превращение крахмала в сахар). Это процесс, в результате которого плоды приобретают желаемый вкус, цвет, качество и другие характеристики. По характеру созревания фрукты можно разделить на две группы:
Поскольку созревание включает образование новых углеродсодержащих химикатов, которые приводят к изменению цвета и вкуса, можно смело назвать процесс созревания органическим химическим изменением.
7. Переваривание пищи
Тип: Органическое
Более конкретно, большие молекулы пищи редуцируются до субъединиц, которые достаточно малы для поглощения слизистой оболочкой пищеварительного тракта.
Это достигается с помощью различных ферментов (таких, как ферменты слюны, желудка, щеточной каймы и ферменты поджелудочной железы) посредством гидролиза.
6. Гальваническое покрытие металла
Тип: неорганическое изменение
В этом процессе раствор, содержащий ионы металлов, помещается в резервуар, а подложка, на которую наносится покрытие, подключается к электрической сети, чтобы сделать ее катодом. Ионы металла в растворе движутся к катоду, где они приобретают электроны и образуют металлическое покрытие.
Распространенная форма гальванического покрытия используется для производства монет. Например, американский пенни сделан из цинка, покрытого слоем гальванической меди.
5. Прокисание молока
Тип: Органическое изменение
Испорченное молоко кислое, с неприятным запахом и вкусом. Со временем оно становится комковатым и свертывается. В процессе скисания образуются новые молекулы, и этот процесс нельзя обратить вспять.
Сырое молоко содержит сахар лактозу. Если оставить молоко на несколько часов при комнатной температуре, содержащиеся в нем бактерии лактобактерии начинают превращать лактозу в молочную кислоту, которая имеет кислый вкус. Бактерии Lactobacillus часто встречаются в молоке, и они не причиняют никакого вреда.
Кислое молоко также получают путем добавления кислоты (с добавлением или без добавления микробных организмов). Такое молоко называется подкисленным. По вкусу оно отличается от молока, полученного путем бактериальной ферментации, поскольку кислоты, добавляемые в процессе промышленного производства, имеют другой вкус, чем молочная кислота.
4. Смешивание кислоты с основанием
Тип: Неорганическое изменение
Например, в результате реакции между соляной кислотой (сильная кислота) и гидроксидом натрия (сильное основание) образуется хлорид натрия (поваренная соль).
HCl + NaOH → NaCl + H2O + тепло
В таких реакциях катион H(+) кислоты соединяется с анионом OH(-) основания, образуя соль и воду.
В некоторых реакциях образуются газы. Например, если смешать уксус (слабую кислоту) с пищевой содой (слабым основанием), то вместе с ацетатом натрия (солью) образуется углекислый газ.
3. Ржавое железо
Тип: Неорганическое изменение
Этот процесс также является хорошим примером коррозии, когда металлические поверхности разлагаются на более химически устойчивые оксиды.
2. Варка яйца
Тип: Неорганические изменения
Сырые яйца содержат сложные сети белка и воды. На каждую молекулу белка приходится почти тысяча молекул воды.
Молекулы белка относительно велики и содержат сотни аминокислот, связанных между собой в длинные цепочки. Цепочки складываются в компактные шарики, которые удерживаются вместе слабыми химическими связями (нековалентными).
Когда вы нагреваете яйца, их молекулы движутся быстрее и сталкиваются. При повышении температуры скорость столкновения увеличивается. Слабые связи (которые удерживают цепочки аминокислот) начинают разрываться, и белки яйца разворачиваются. В конце концов, белковые нити запутываются в трехмерную паутину.
В вареном яйце теперь содержится вода, которая диспергируется в белковой паутине, так что она больше не может сливаться воедино. В результате жидкое яйцо превращается в полутвердое.
По сути, вы изменили химические вещества, из которых состоит яйцо, применив тепло. Это необратимое изменение, а значит, вареное яйцо нельзя превратить обратно в сырое.
1. Фотосинтез
Тип: Биохимическое изменение
Растения являются основными продуцентами, которые составляют основу нашей экосистемы и подпитывают следующие трофические уровни. Они используют фотосинтез для преобразования солнечного света, воды, углекислого газа в кислород и простой сахар.
Поскольку для фотосинтеза требуется внешняя энергия (солнечный свет), чтобы привести в движение химические изменения, это эндотермическая реакция. Этот процесс не только используется растениями для получения пищи и роста, но и оказывает огромное влияние на нашу атмосферу и океаны, поскольку поглощает углекислый газ и производит кислород.
Часто задаваемые вопросы
В чем разница между химическим изменением и физическим изменением?
Физическое изменение влияет на форму вещества. Он включает в себя изменения таких свойств, как прочность, долговечность, температура плавления, форма кристаллов, объем, плотность, форма, размер, цвет и текстура. Хорошим примером может служить закалка стали для изготовления лезвия ножа.
Химическое изменение, с другой стороны, включает в себя изменения в составе вещества. Оно происходит, когда различные вещества соединяются, образуя новые вещества с новыми свойствами. Эти химические реакции необратимы и сопровождаются изменением энергии.
Как определить химическое изменение?
Не всегда легко определить, произошло ли химическое изменение (в отличие от физического). Однако можно обратить внимание на такие признаки, как:
Какое вещество не может быть изменено обычными химическими реакциями?
Вещества и их свойства. Физические и химические явления.
Разнообразие веществ
За последние 200 лет человечество изучило свойства веществ лучше, чем за всю историю развития химии. Естественно, количество веществ так же стремительно растет, это связано, прежде всего, с освоением различных методов получения веществ.
В повседневной жизни мы сталкиваемся с множеством веществ. Среди них – вода, железо, алюминий, пластмасса, сода, соль и множество других. Вещества, существующие в природе, например, кислород и азот, содержащиеся в воздухе, вещества, растворенные в воде, и имеющие природное происхождение, называются природными веществами. Алюминия, цинка, ацетона, извести, мыла, аспирина, полиэтилена и многих других веществ в природе не существует.
Их получают в лаборатории, и производит промышленность. Искусственные вещества не встречаются в природе, их создают из природных веществ. Некоторые вещества, существующие в природе, можно получить и в химической лаборатории.
Так, при нагревании марганцовки выделяется кислород, а при нагревании мела – углекислый газ. Ученые научились превращать графит в алмаз, выращивают кристаллы рубина, сапфира и малахита. Итак, наряду с веществами природного происхождения существует огромное множество и искусственно созданных веществ, не встречающихся в природе.
Вещества, не встречающиеся в природе, производятся на различных предприятиях: фабриках, заводах, комбинатах и т.п.
В условиях исчерпания природных ресурсов нашей планеты, сейчас перед химиками стоит важная задача: разработать и внедрить методы, при помощи которых можно искусственно, в условиях лаборатории, или промышленного производства, получать вещества, являющиеся аналогами природных веществ. Например, запасы топливных ископаемых в природе на исходе.
Может настать тот момент, когда нефть и природный газ закончатся. Уже сейчас ведутся разработки новых видов топлива, которые были бы такими же эффективными, но не загрязняли окружающую среду. На сегодняшний день человечество научилось искусственно получать различные драгоценные камни, например, алмазы, изумруды, бериллы.
Агрегатное состояние вещества
Вещества могут существовать в нескольких агрегатных состояниях, три из которых вам известны: твердое, жидкое, газообразное. Например, вода в природе существует во всех трех агрегатных состояниях: твердом (в виде льда и снега), жидком (жидкая вода) и газообразном (водяной пар). Известны вещества, которые не могут существовать в обычных условиях во всех трех агрегатных состояниях. Например, таким веществом является углекислый газ. При комнатной температуре это газ без запаха и цвета. При температуре –79°С данное вещество «замерзает» и переходит в твердое агрегатное состояние. Бытовое (тривиальное) название такого вещества «сухой лед». Такое название дано этому веществу из-за того, что «сухой лед» превращается в углекислый газ без плавления, то есть, без перехода в жидкое агрегатное состояние, которое присутствует, например, у воды.
Таким образом, можно сделать важный вывод. Вещество при переходе из одного агрегатного состояния в другое не превращается в другие вещества. Сам процесс некоего изменения, превращения, называется явлением.
Физические явления. Физические свойства веществ.
Явления, при которых вещества изменяют агрегатное состояние, но при этом не превращаются в другие вещества, называют физическими. Каждое индивидуальное вещество обладает определенными свойствами. Свойства веществ могут быть различными или сходными друг с другом. Каждое вещество описывают при помощи набора физических и химических свойств. Рассмотрим в качестве примера воду. Вода замерзает и превращается в лед при температуре 0°С, а закипает и превращается в пар при температуре +100°С. Данные явления относятся к физическим, так как вода не превратилась в другие вещества, происходит только изменение агрегатного состояния. Данные температуры замерзания и кипения – это физические свойства, характерные именно для воды.
Свойства веществ, которые определяют измерениями или визуально при отсутствии превращения одних веществ в другие, называют физическими
Испарение спирта, как и испарение воды – физические явления, вещества при этом изменяют агрегатное состояние. После проведения опыта можно убедиться, что спирт испаряется быстрее, чем вода – это физические свойства этих веществ.
К основным физическим свойствам веществ можно отнести следующие: агрегатное состояние, цвет, запах, растворимость в воде, плотность, температура кипения, температура плавления, теплопроводность, электропроводность. Такие физические свойства как цвет, запах, вкус, форма кристаллов, можно определить визуально, с помощью органов чувств, а плотность, электропроводность, температуру плавления и кипения определяют измерением. Сведения о физических свойствах многих веществ собраны в специальной литературе, например, в справочниках. Физические свойства вещества зависят от его агрегатного состояния. Например, плотность льда, воды и водяного пара различна.
Газообразный кислород бесцветный, а жидкий – голубой Знание физических свойств помогает «узнавать» немало веществ. Например, медь – единственный металл красного цвета. Соленый вкус имеет только поваренная соль. Иод – почти черное твердое вещество, которое при нагревании превращается в фиолетовый пар. В большинстве случаев для определения вещества нужно рассматривать несколько его свойств. В качестве примера охарактеризуем физические свойства воды:
Кристаллические и аморфные вещества
При описании физических свойств твердых веществ принято описывать структуру вещества. Если рассмотреть образец поваренной соли под увеличительным стеклом, можно заметить, что соль состоит из множества мельчайших кристаллов. В соляных месторождениях можно встретить и весьма крупные кристаллы. Кристаллы – твердые тела, имеющие форму правильных многогранников Кристаллы могут иметь различную форму и размер. Кристаллы некоторых веществ, таких как поваренная соль – хрупкие, их легко разрушить. Существуют кристаллы довольно твердые. Например, одним из самых твердых минералов считается алмаз. Если рассматривать кристаллы поваренной соли под микроскопом, можно заметить, что все они имеют похожее строение. Если же рассмотреть, например, частицы стекла, то все они будут иметь различное строение – такие вещества называют аморфными. К аморфным веществам относят стекло, крахмал, янтарь, пчелиный воск. Аморфные вещества – вещества, не имеющие кристаллического строения
Химические явления. Химическая реакция.
Если при физических явлениях вещества, как правило, лишь изменяют агрегатное состояние, то при химических явлениях происходит превращение одних веществ в другие вещества. Приведем несколько простых примеров: горение спички сопровождается обугливанием древесины и выделением газообразных веществ, то есть, происходит необратимое превращение древесины в другие вещества. Другой пример: со временем бронзовые скульптуры покрываются налетом зеленого цвета. Дело в том, что в состав бронзы входит медь. Этот металл медленно взаимодействует с кислородом, углекислым газом и влагой воздуха, в результате на поверхности скульптуры образуются новые вещества зеленого цвета Химические явления – явления превращений одних веществ в другие Процесс взаимодействия веществ с образованием новых веществ называют химической реакцией. Химические реакции происходят повсеместно вокруг нас. Химические реакции происходят и в нас самих. В нашем организме непрерывно происходят превращения множества веществ, вещества реагируют друг с другом, образуя продукты реакции. Таким образом, в химической реакции всегда есть реагирующие вещества, и вещества, образовавшиеся в результате реакции.
Любые химические явления (реакции) сопровождаются определенными признаками, при помощи которых химические явления можно отличить от физических. К таким признакам можно отнести изменение окраски веществ, выделение газа, образование осадка, выделение тепла, излучение света.
Многие химические реакции сопровождаются выделением энергии в виде тепла и света. Как правило, такими явлениями сопровождаются реакции горения. В реакциях горения на воздухе вещества реагируют с кислородом, содержащимся в воздухе. Так, например, металл магний вспыхивает и горит на воздухе ярким слепящим пламенем. Именно поэтому вспышку магния использовали при создании фотографий в первой половине ХХ века. В некоторых случаях возможно выделение энергии в виде света, но без выделения тепла. Один из видов тихоокеанского планктона способен испускать ярко-голубой свет, хорошо заметный в темноте. Выделение энергии в виде света – результат химической реакции, которая протекает в организмах данного вида планктона.
Итог статьи: