CHEMICKÉ ZMENY: VLASTNOSTI, PRÍKLADY, TYPY - CHÉMIA - 2025

Tieto chemické zmeny sú zmeny, ktoré sa vyskytujú v látkach alebo ohľadu na to, z chemických reakcií. Vyznačujú sa nezvratnosťou, pretože zahŕňajú vytváranie nových väzieb, ktoré potrebujú energiu alebo iné reakcie, aby zvrátili svoje účinky.

Život a jeho biochémia sú napríklad tvorené neustálymi chemickými zmenami, ktoré odhaľujú nespočetné množstvo reakcií, ktoré sa odohrávajú v živých bytostiach. Výsledkom je rast, vývoj a starnutie rastlinných a živočíšnych tkanív; že, ako je známe, vedecky a termodynamicky, je to nezvratný proces.

Zmena farby listov počas jesene je príkladom chemickej zmeny. Zdroj: Jake Colvin cez Pexels.

Preto v živých tvoroch, od bezstavovcov až po stavovce, nachádzame chemické zmeny aj pri konzumácii potravy, pretože ich rozkladajú pomocou enzymatických reakcií a využívajú energiu a chemický materiál, ktorý z nich extrahujú.

Ako rozpoznať chemické zmeny?

Príklad chemickej zmeny

Jednou z hlavných charakteristík ich rozpoznania v prírode je pozorovať, či dôjde k zmene farby alebo ak dôjde k zvláštnemu zápachu. Preto sa v ročných obdobiach oceňuje, ako stromy postupne začínajú meniť farbu svojich listov; v nich podlieha chlorofyl a jeho prírodné pigmenty chemickým reakciám.

Sčervenenie listov na jeseň je veľmi jasným príkladom chemickej zmeny. Spojením tohto so životom sa chobotnice a chameleóny sami maskujú vďaka množstvu chemických reakcií, ktoré postihujú bunky ich koží; ale na rozdiel od listov môžu zvrátiť zmeny farieb prostredníctvom iných reakcií, ktoré „maskujú“ kamufláž.

Rôzne farby oblohy a mrakov však nie sú produktom chemických, ale fyzikálnych zmien: Raleighov rozptyl. Medzitým bielenie odevov a odstraňovanie ich škvŕn, ako aj farbenie odevov farbami, sú chemické zmeny.

vlastnosti

Bolo uvedené, že zmena farby a zápachu sú dve z hlavných charakteristík, že došlo k chemickej zmene, a preto sa vyskytol jav zahŕňajúci jednu alebo viac chemických reakcií.

Ďalej sa budeme venovať ďalším dôležitým charakteristikám, ktoré nám umožnia priamo ho zistiť pomocou našich zmyslov. Čím viac vlastností je možné vnímať, tým je pravdepodobnejšie, že čelíme chemickej zmene a nie fyzickej.

Zmena teploty alebo uvoľnenie svetla

Chemická zmena je sprevádzaná zvýšením (exotermická reakcia) alebo znížením (endotermická reakcia) teploty; to znamená, že ak sa produkuje teplo alebo naopak, pociťuje pocit chladu. K uvoľňovaniu tepla niekedy tiež dochádza súbežne so svetlom.

Tvorba plynu

Tvorba plynov priamo súvisí so zmenami zápachu. Ak sa plyn tvorí v kvapalnom médiu, bude pozorované bublanie, čo naznačuje chemickú zmenu.

Je to preto, že sú molekuly s vysokým tlakom pár, ktoré sú ľahko unášané vzduchom, alebo z dôvodu uvoľňovanie malých molekúl, ako je napríklad CO ₂ , H ₂ S, CH ₄ , O ₂ , atď., Ktoré sú konečné produkty určité reakcie.

Tvorba zrazeniny

Ak sa reakcie uskutočňujú v kvapalnom médiu a začína sa pozorovať tvorba zrazeniny, bez ohľadu na jej farbu alebo štruktúru, údajne došlo k chemickej zmene. Podobne by to mohlo byť v prípade, keď sa dva plyny zmiešajú a vytvoria popol alebo soľ.

nezvratnosť

Aj keď je pravda, že existujú reverzibilné reakcie, ktoré sú schopné nastoliť rovnováhu, zmeny vyvolané doteraz opísanými charakteristikami sú nevratné; Potrebujú iné reakcie alebo energiu akéhokoľvek druhu, aby zasiahli, aby sa ich účinky zvrátili. A predsa v mnohých prípadoch je to prakticky nemožné.

Táto nezvratnosť sa pozoruje pri zmene zloženia alebo pri zhoršovaní kvality látky. Napríklad strom, ktorý horí v plameňoch a končí popolom, ktorého konečné zloženie sa líši od zloženia stromu, nebude schopný zvrátiť chemickú zmenu, ku ktorej došlo akýmkoľvek spôsobom; Pokiaľ by sa čas nevrátil

druhy

Samotné chemické zmeny nepodliehajú žiadnej klasifikácii: sú vnímané našimi zmyslami a je možné odvodiť alebo preskúmať, aké typy chemických reakcií prebiehajú. Takéto zmeny sú teda dôsledkom skupiny anorganických, organických alebo biochemických reakcií.

Keď hovoríme o anorganických "zmenách", hovorí sa, že nie je zahrnutá žiadna uhlíková kostná zlúčenina, ale skôr všetky komplexy prechodných kovov; oxidy, sulfidy, hydridy, nitridy, halogény, medzi inými zlúčeninami.

Medzitým sa na organických a biochemických zmenách podieľajú uhlíkové zlúčeniny s tým rozdielom, že prvé sa zvyčajne vyskytujú mimo organizmov (s výnimkou reakcií uskutočňovaných drogami) a druhé v nich (pokiaľ ide o enzýmy). , metabolizmus, biomolekuly).

Príklady

Žltnutie papiera

Záhyby papiera časom zožltnú. Zdroj: makamuki0 cez Pixabay.

Papiere v priebehu času strácajú svoju belosť na žltkastú alebo hnedú. Tento proces je spôsobený oxidáciou jeho polymérov, najmä lignínu, ktoré spolu s celulózou obsahujú atómy kyslíka, ktoré nakoniec oslabujú ich intermolekulárne interakcie.

ohňostroj

Ohňostroje predstavujú spaľovaciu reakciu, pri ktorej horí zmes pohonných látok, dusičnanu draselného, ​​uhlíka a síry, zatiaľ čo kovové soli, ktoré napodobňujú výsledné explózie farbami, elektronicky vzrušujú.

dutiny

Zubný kaz vytvára zmenu farby zubov v dôsledku ich demineralizácie spôsobenej kyselinami, ktoré vznikajú pri mikroorganizmoch, ktoré trávia sacharózu z potravy. Zubná sklovina, ktorá pozostáva z mineralogickej matrice fosforečnanov vápenatých, stráca svoje ióny pri zvyšovaní kyslosti a postupnom vytváraní dutín.

Rast rias

Vrstva rias a mikroorganizmov, ktoré rastú v jazerách, je niekedy taká, že sa môže stať lepkavým. Zdroj: Michael Meiters (https://www.flickr.com/photos/psychofreakx3/5963134909)

Eutrofizácia jazier podporuje rast rias, ktoré pokrývajú ich povrch zelene v dôsledku zmeny chemických vlastností vody; zmena, ktorá sa nakoniec stane viditeľnou a negatívnou pre vodnú faunu.

Rozpustenie Alka-Seltzer

Keď sa Alka-Seltzer rozpustí vo vode, začne uvoľňovať bubliny, ktoré preukazujú ich šumenie. Tieto plyny sú vzhľadom k CO ₂ vytvoreného rozpustením NaHCO ₃ , spolu s kyselinou citrónovou a acetylsalicylovej kyseliny, ktoré prichádzajú do zhutnené tablety.

Telesné choroby

Keď sa potíme, je nevyhnutné, skôr alebo neskôr, vnímať nepríjemné pachy nachádzajúce sa pod pažami, na koži alebo na nohách. Tieto nepríjemné pachy sú spôsobené prchavými organickými molekulami syntetizovanými mikroorganizmami a naznačujú, že došlo k chemickej zmene.

hniloba

Organický rozklad živých bytostí alebo potravín sú chemické zmeny, ktoré zahŕňajú rad komplexných reakcií. Zlé zápachy sú sprevádzané zmenami v zložení a farbe. Napríklad hniloba ovocia, ako sú banány a avokádo, vykazuje všetky tieto vlastnosti.

Koks a mäta

Zmes koksu a mäty vybuchne ako sopka sóda. Zdroj: Michael Murphy

Aj keď je formálne fyzikálna reakcia, bez štiepenia chemických väzieb, ale s po sebe účasti rovnováhy medzi druhmi H ₂ CO ₃ a CO ₂ , erupcie Coca-Cola-mäty môže užívať ako referenčný pre detekciu ďalšie explózie, ktoré robia môžu byť čisto chemické.

Mäta poskytuje tvorbou miesta pre malé bublinky CO _{2 na účely vytvorenia} , ktoré absorbujú časť rozpusteného CO _2, interferenciou s interakciou s molekulami vody. To znamená, že rozpustené CO ₂ koncentráty v niekoľkých malých bubliniek, ktoré sa stavia proti zvyšujúcej sa povrchové napätie vody spôsobené cukru a ďalších zlúčenín.

Výsledkom je, že bubliny CO ₂ unikajú ťahaním vody, ktorá ich nechce "uvoľniť". To spôsobuje, že sa objavuje charakteristická pena týchto vyrážok mäty piepornej, ako je vidieť na obrázku vyššie.

výbuchy

Výbuchy sú zvyčajne veľmi intenzívne spaľovacie reakcie, z ktorých sa uvoľňuje dym, svetlo a teplo. Vždy, keď dôjde k výbuchu, čelíte chemickej zmene.

Spaľovanie dreva

Drevo je v podstate vyrobené z celulózy a lignínu, obidva organické polyméry. Jeho atómy uhlíka prudko reagovať s kyslíkom vo vzduchu, čo spôsobuje CO a CO ₂ , v závislosti na tom, ako dokončenie spaľovania a stupeň okysličenie.

Je to chemická zmena, pretože polyméry v dreve sa nemôžu okrem uvoľnenia tepla, svetla a dymu vrátiť do pôvodného stavu.

opaľovanie

Chemická zmena sa odráža v opojení tých, ktorí si užívajú deň na pláži. Zdroj: Pxhere.

Sčervenenie alebo opaľovanie našej pokožky, keď je pod intenzívnym slnečným žiarením, naznačuje, že došlo k zmene jej zloženia v dôsledku reakcie melanínu obsiahnutého v jeho bunkách, ktoré sa oxidujú a rozkladajú.

Šťava z červenej kapusty

Skúmavky s indikátorom fialovej kapusty. Zdroj: Indikator-Blaukraut.JPG: Nadštandardná práca: Haltopub

Vychádzajúc zo šťavy fialovej kapusty sa môže uskutočniť experiment, ktorý ukazuje zmeny farby v závislosti od pH. Reprodukcia je jednoduchá v akomkoľvek laboratóriu alebo kuchyni.

Ak sa táto šťava pridá do rôznych skúmaviek, označia sa a pridajú sa k nim rôzne látky, od kyslých (ocot) po zásadité (saponát), bude existovať škála farieb (horný obrázok).

Dôvodom je skutočnosť, že fialová kapustová šťava obsahuje prírodné ukazovatele acidobázickej bázy, ktoré reagujú na zmeny pH. Čím je roztok kyslejší, tým je červenší; a ak je naopak veľmi jednoduchý, zožltne.

Varte vajíčko

Keď je vajce vyprážané alebo uvarené, necháme teplo denaturovať jeho bielkoviny, rozbijú sa jeho väzby a formujú ďalšie, pričom strácajú svoju pôvodnú štruktúru.

Kožné blednutie

Farby kože môžu vyblednúť pôsobením kyslíka vo vzduchu a UV žiarením, ktoré spôsobuje rozklad chemických väzieb medzi farbivami a organickým materiálom.

Pečený

Zmena farby pozorovaná u chleba a sladkostí, ako aj ich zjavné zvýšenie objemu v porovnaní so surovým cestom svedčia o rôznych chemických zmenách.

Po prvé kvôli vzostupu spôsobenému kvasnicami a práškom do pečiva; a po druhé Maillardovou reakciou, kde proteíny a cukry spolu reagujú, aby zmes zmenili na zlatú.

korózie

Kovy hrdzu, takže strácajú lesk, stmavujú a začínajú korodovať, keď už vytvorené oxidové vrstvy nemôžu prilepiť alebo sa spojiť s kovovým vnútrom. Najreprezentatívnejšou koróziou je železo kvôli charakteristickej hnedej farbe jeho oxidu.

batérie

V batériách alebo článkoch sa vyskytujú chemické reakcie, ktoré generujú elektrinu, elektrické prúdy, ktoré prechádzajú cez vonkajší obvod a aktivujú ich zariadenia. Anóda v podstate stráca elektróny (oxidácia), tieto elektróny aktivujú zariadenie (diaľkové ovládanie, telefón, hodinky, ukazovateľ atď.) A potom skončia na katóde (redukcia).

Krv komára

Ak nás komár hryzie a okamžite alebo za pár minút ich zabijeme, všimneme si, že krv je svetločervená. Medzitým, ak uplynie doba niekoľkých hodín a zabijeme toho istého komára, uvidíme, že krv je tmavá, dokonca bude mať hnedé odtiene.

Táto zmena farby naznačuje, že krv prešla chemickými reakciami v komáre.

Jódové hodiny

Jódové hodiny sú jednou z najreprezentatívnejších chemických zmien. Zdroj: Daniel J. Lulu

Jedna z najpôsobivejších chemických zmien je známa pri známej reakcii jódových hodín. Nazýva sa to preto, že jeho rýchlosť sa dá regulovať modifikáciou koncentrácie reaktantov. Reakcia sa končí, keď sa objaví intenzívna, veľmi tmavo modrá farba, čo je v kontraste s pôvodnou pozorovanou transparentnosťou.

Táto farba (horná obrázok), je vzhľadom k interakcii medzi škrobu a aniónového komplexu I ₃ ^- . Jedna z jeho verzií začína od jodičnanu, IO ₃ ^- a bisulfitu, HSO ₃ ^- :

IO ₃ ^- + 3HSO ₃ ^- → I ^- + 3HSO ₄ ^-

I ^- reaguje s IO ₃ ^- z média za vzniku jódu:

IO ₃ ^- + 5I ^- + 6H ⁺ → 3I ₂ + 3 H ₂ O

A to zasa reaguje s viac siričitanom:

Aj ₂ + HSO ₃ ^- + H ₂ O → 2I ^- + HSO ₄ ^- + 2H ⁺

Akonáhle HSO ₃ ^- je dokončená , sa druhý reakčný prevládajú, kým sa prebytok I ₂ , ktoré sa naviažu na I ^- pre vytvorenie I ₃ ^- . A nakoniec, _I3 ^{- bude} interagovať s molekulami škrobu, ktoré stmavujú roztok.

Slonia pasta

Experiment so slonovou pastou. Zdroj: Ferbr1 cez Wikipedia.

Opäť a nakoniec je uvedená špecifická chemická reakcia, ale so zmenami, ktoré sú príliš viditeľné na to, aby sa vynechali: zubná pasta pre slony (horný obrázok). V niektorých videách je množstvo peny také, že si môžete doslova vyčistiť ústa slona.

Táto reakcia je založený na katalytickom rozklade peroxidu vodíka, H ₂ O ₂ (peroxid vodíka), s jodidové ióny, I ^- , z rozpustných solí, ako jodidu sodného alebo jodidu draselného. Prvá reakcia, ktorá nastane, je podľa nasledujúcej chemickej rovnice:

H ₂ O ₂ + I ^- → H ₂ O + IO ^-

IO ^- druh následne reaguje s H ₂ O ₂ v druhej reakcii:

IO ^- + H ₂ O ₂ → H ₂ O + O ₂ + I ^-

Ak sa katalyzátor I regeneruje ^- (nespotrebuje sa).

Všimnite si, že konečné výrobky sú H ₂ O a O ₂ . Ak sa k reakčnej zmesi pridajú detergenty a farbivá, voda spolu s kyslíkom dôkladne pení, ktorá stúpa cez nádobu a vystrelí nahor proti gravitácii.

Napaľujte papier

Pri horení papiera vzniká oxid uhličitý, vodná para a popol. Tieto tri látky sa chemicky líšia od prvej látky, takže ide o chemickú zmenu.

Oxidácia jabĺk

Keď je jablko nakrájané a ponechané na otvorenom priestranstve, zmení sa zo slonovinovej farby na hnedú alebo okrovú. Toto sa nazýva oxidácia.

Hniloba potravín

Keď jedlo kazí, nastane chemická zmena. Napríklad zhnité vajcia prechádzajú procesom rozkladu, ktorý spôsobuje zmenu farby a vône.

Výroba jogurtov

Jogurt je výsledkom chemickej zmeny zahŕňajúcej mlieko a určité baktérie, ako napríklad Streptococcus thermophilus a Lactobacilli bulgaricus.

Otvorená fľaša šampanského

Keď otvoríte fľašu šampanského alebo nealkoholického nápoja, všimnete si bublanie. Toto prebublávanie znamená, že kyselina uhličitá v nápoji sa rozpadla a uvoľňuje oxid uhličitý.

Výroba vína

Vytváranie vína z hrozna je proces kvasenia. Toto je príklad anaeróbnej chemickej reakcie, pri ktorej sa cukor transformuje na etylalkohol a oxid uhličitý.

Referencie

1. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). chémia (8. vydanie). CENGAGE Learning.
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (8. októbra 2019). Definícia chemickej zmeny v chémii. Získané z: thinkco.com
3. Wikipedia. (2019). Chemická zmena. Obnovené z: en.wikipedia.org
4. Mandeep Sohal. (29. septembra 2019). Chemická zmena vs. Fyzická zmena. Chémia LibreTexts. Obnovené z: chem.libretexts.org
5. Nathan Crawford. (2019). Čo je to chemická zmena? - Vlastnosti, typy a príklady Video. Štúdia. Obnovené z: study.com
6. HowStuffWorks. (2019). Prečo noviny časom žltnú? Získané z: science.howstuffworks.com
7. Kamaráti vedy. (14. júna 2012). Prudká veda: Erupcia diétneho koksu s mentolmi. Získané z: scientificamerican.com
8. Quimitube. (2014). Laboratórne skúsenosti: Jódové hodiny. Obnovené z: quimitube.com