Общая химия/Изменения в материи

Изменения в материи

Существует два типа изменений материи: «физические» изменения и «химические». Как следует из названий, физические изменения никогда не изменяют идентичность материи, а только ее размер, форму или состояние. При физическом изменении атомы не перестраиваются, а физические и химические свойства материи остаются неизменными. Химические изменения, с другой стороны, перестраивают атомы материи в новые комбинации, в результате чего получается материя с новыми физическими и химическими свойствами.

Химические изменения также известны как химические реакции. «Ингредиентами» реакции являются реагенты, а конечные результаты называются «продуктами». Изменение от реагентов к продуктам можно обозначить стрелкой. Химические изменения в основном необратимы

Обратите внимание, что количество реагентов и продуктов не обязательно должно быть одинаковым. Однако количество атомов каждого типа должно оставаться постоянным. Это называется «Законом сохранения материи». Он гласит, что материя никогда не может быть создана или уничтожена, а может только изменяться и перестраиваться. Если химическая реакция начинается с 17 молей атомов углерода, она должна заканчиваться 17 молями атомов углерода. Они могут быть связаны в разные молекулы или находиться в другом состоянии вещества, но они не могут исчезнуть.

Когда происходят изменения, энергия часто преобразуется. Однако, как и атомы, энергия не может исчезнуть. Это называется «Законом сохранения энергии». Простым примером может быть помещение кубиков льда в безалкогольный напиток. Кубики льда нагреваются по мере того, как напиток охлаждается, потому что энергия не может быть создана или уничтожена, а только передана. Обратите внимание, что энергия может «высвобождаться» или «храниться» путем создания и разрыва связей. Когда растение преобразует энергию солнечного света в пищу, эта энергия сохраняется в химических связях внутри молекул сахара.

Химическое изменение или физическое изменение?

Является ли смешивание смузи физическим или химическим изменением?

Физические изменения не приводят к тому, что вещество становится принципиально другим веществом. Химические изменения, с другой стороны, приводят к тому, что вещество превращается во что-то совершенно новое. Химические изменения, как правило, необратимы, но это не всегда так. Разницу между физическими и химическими изменениями легче понять на примерах.

Изменения состояния являются физическими.	Фазовые изменения происходят, когда вы плавите, замораживаете, кипятите, конденсируете, сублимируете или депонируете вещество. Они не меняют природу вещества, если только химическое изменение не происходит вместе с физическим изменением.
Резка, разрыв, дробление и измельчение являются физическими	Они могут быть необратимыми, но результат все равно состоит из тех же молекул. Когда вы стрижете волосы, это физическое изменение, даже если вы не можете вернуть волосы на голову.
Смешивание веществ является физическим	Например, вы можете смешать соль и перец, растворить соль в воде или смешать расплавленные металлы, чтобы получить сплав.
Образование пузырьков газа является химическим	Не путать с пузырьками от кипения, которые являются физическими (фазовый переход). Пузырьки газа указывают на то, что произошла химическая реакция.
Образование осадков является химическим	Когда растворенные вещества смешиваются и появляется мутный осадок, произошло химическое изменение.
Гниение, горение, приготовление пищи и ржавление (например) являются химическими	Полученные вещества являются совершенно новыми химическими соединениями. Например, дерево превращается в пепел и тепло; железо становится ржавчиной; сахар ферментируется в спирт.
Изменение цвета или выделение запахов (т. е. выделение газа) может быть химическим.	Например, элемент хром показывает разные цвета, когда он находится в разных соединениях, но одно соединение хрома не изменит цвет само по себе без какой-либо реакции.
Выделение/поглощение энергии (тепла, света, звука) обычно нелегко классифицировать.	Горячие/холодные компрессы подразумевают растворение соли в воде для изменения ее температуры (подробнее об этом в последующих главах); приготовление попкорна в основном физическое (но не полностью).