Примери за химически явления. Физични и химични явления. Примери за химични явления

Обзалагам се, че сте забелязвали повече от веднъж нещо като сребърния пръстен на мама да потъмнява с времето. Или как един пирон ръждясва. Или как дървените цепеници изгарят до пепел. Е, добре, ако мама не харесва среброто и никога не сте ходили на поход, видяхте как точно се приготвя пакетче чай в чаша.

Какво е общото между всички тези примери? И фактът, че всички те са химични явления.

Химическо явление възниква, когато едни вещества се трансформират в други: новите вещества имат различен състав и нови свойства. Ако си спомняте и физиката, тогава не забравяйте, че химичните явления се случват на молекулярно и атомно ниво, но не засягат състава на ядрата на атомите.

От гледна точка на химията това не е нищо повече от химическа реакция. И за всяка химична реакция е необходимо да се идентифицират характерни черти:

• по време на реакцията може да се образува утайка;
• цветът на веществото може да се промени;
• последствието от реакцията може да бъде отделянето на газ;
• топлината може да се отделя или абсорбира;
• реакцията може също да бъде придружена от освобождаване на светлина.

Освен това отдавна е определен списък от условия, необходими за възникване на химическа реакция:

• контакт:За да реагират, веществата трябва да влязат в контакт.
• смилане:за успешното протичане на реакцията веществата, влизащи в нея, трябва да бъдат натрошени възможно най-фино, в идеалния случай - разтворени;
• температура:много реакции директно зависят от температурата на веществата (най-често те трябва да се нагреят, но някои обратното - охладени до определена температура).

Записвайки уравнението на химическа реакция с букви и цифри, вие описвате същността на химичното явление. А законът за запазване на масата е едно от най-важните правила при съставянето на такива описания.

Химични явления в природата

Разбира се, разбирате, че химията не се провежда само в епруветки в училищната лаборатория. Най-впечатляващите химични явления, които можете да наблюдавате в природата. И тяхното значение е толкова голямо, че нямаше да има живот на земята, ако не бяха някои от природните химични явления.

Така че, първо, нека поговорим за фотосинтеза. Това е процесът, при който растенията абсорбират въглероден диоксид от атмосферата и произвеждат кислород, когато са изложени на слънчева светлина. Ние дишаме този кислород.

Като цяло фотосинтезата протича в две фази, а осветлението е необходимо само за една. Учените проведоха различни експерименти и установиха, че фотосинтезата протича дори при слаба светлина. Но с увеличаване на количеството светлина процесът се ускорява значително. Също така е наблюдавано, че ако светлината и температурата на растението се увеличат едновременно, скоростта на фотосинтезата се увеличава още повече. Това се случва до определена граница, след което по-нататъшното увеличаване на осветеността престава да ускорява фотосинтезата.

Процесът на фотосинтеза включва фотони, излъчвани от слънцето, и специални пигментни молекули на растенията - хлорофил. В растителните клетки се намира в хлоропластите, което прави листата зелени.

От химическа гледна точка фотосинтезата е верига от трансформации, която води до кислород, вода и въглехидрати като енергиен запас.

Първоначално се смяташе, че кислородът се образува в резултат на разцепването на въглеродния диоксид. По-късно обаче Корнелиус Ван Ниел установява, че кислородът се образува в резултат на фотолизата на водата. Последните проучвания потвърдиха тази хипотеза.

Същността на фотосинтезата може да се опише с помощта на следното уравнение: 6CO 2 + 12H 2 O + светлина \u003d C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O.

Дъх, включително нашите с вас, – това също е химичен феномен. Ние вдишваме кислорода, произведен от растенията, и издишваме въглероден диоксид.

Но не само въглеродният диоксид се образува в резултат на дишането. Основното в този процес е, че поради дишането се освобождава голямо количество енергия и този метод за получаването й е много ефективен.

В допълнение, междинният резултат от различните етапи на дишането е голям брой различни съединения. А те от своя страна служат като основа за синтеза на аминокиселини, протеини, витамини, мазнини и мастни киселини.

Процесът на дишане е сложен и се разделя на няколко етапа. Всяка от които използва голям брой ензими, които действат като катализатори. Схемата на химичните реакции на дишането е почти еднаква при животни, растения и дори бактерии.

От гледна точка на химията, дишането е процес на окисляване на въглехидрати (като опция: протеини, мазнини) с помощта на кислород, в резултат на реакцията се получават вода, въглероден диоксид и енергия, които клетките съхраняват в ATP: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 \u003d CO 2 + 6H 2 O + 2,87 * 10 6 J.

Между другото, казахме по-горе, че химичните реакции могат да бъдат придружени от излъчване на светлина. В случая с дишането и химичните реакции, които вървят с него, това също е вярно. Светят (луминесцират) могат някои микроорганизми. Въпреки че енергийната ефективност на дишането намалява.

Изгарянепротича и с участието на кислород. В резултат на това дървесината (и други твърди горива) се превръща в пепел, вещество със съвсем различен състав и свойства. Освен това по време на процеса на горене се отделя голямо количество топлина и светлина, както и газ.

Разбира се, не само твърдите вещества горят, но с тяхна помощ беше по-удобно да се даде пример в този случай.

От химическа гледна точка горенето е окислителна реакция, която протича с много висока скорост. И при много, много висока скорост на реакция може да възникне експлозия.

Схематично реакцията може да се напише по следния начин: вещество + O 2 → оксиди + енергия.

Като естествен химичен феномен ние считаме и гниене.

Всъщност това е същият процес като горенето, само че протича много по-бавно. Гниенето е взаимодействието на сложни азотсъдържащи вещества с кислород с участието на микроорганизми. Наличието на влага е един от факторите, допринасящи за появата на гниене.

В резултат на химични реакции от протеин се образуват амоняк, летливи мастни киселини, въглероден диоксид, хидрокси киселини, алкохоли, амини, скатол, индол, сероводород, меркаптани. Някои от азотсъдържащите съединения, образувани в резултат на гниене, са отровни.

Ако отново се обърнем към нашия списък с признаци на химическа реакция, ще открием много от тях и в този случай. По-специално, има изходно вещество, реагент, реакционни продукти. От характерните особености отбелязваме отделянето на топлина, газове (силно миришещи), промяна в цвета.

За циркулацията на веществата в природата гниенето е много важно: то позволява протеините на мъртвите организми да се преработват в съединения, подходящи за усвояване от растенията. И кръгът започва отначало.

Сигурен съм, че сте забелязали колко лесно се диша през лятото след гръмотевична буря. Освен това въздухът става особено свеж и придобива характерна миризма. Всеки път след лятна гръмотевична буря можете да наблюдавате друго химично явление, често срещано в природата - образуване на озон.

Озонът (O3) в чистата си форма е син газ. В природата най-високата концентрация на озон е в горните слоеве на атмосферата. Там той действа като щит за нашата планета. Което я предпазва от слънчевата радиация от космоса и не позволява на Земята да се охлади, тъй като поглъща и нейното инфрачервено лъчение.

В природата озонът се образува най-вече поради облъчването на въздуха с ултравиолетовите лъчи на Слънцето (3O 2 + UV светлина → 2O 3). А също и с електрически разряди на мълния по време на гръмотевична буря.

При гръмотевична буря, под въздействието на мълния, част от молекулите на кислорода се разпадат на атоми, молекулярният и атомният кислород се комбинират и се образува O 3.

Ето защо след гръмотевична буря усещаме специална свежест, дишаме по-лесно, въздухът изглежда по-прозрачен. Факт е, че озонът е много по-силен окислител от кислорода. И в малка концентрация (като след гръмотевична буря) е безопасно. И дори полезно, защото разгражда вредните вещества във въздуха. Всъщност го дезинфекцира.

Но в големи дози озонът е много опасен за хората, животните и дори растенията, за тях той е отровен.

Между другото, дезинфекциращите свойства на озона, получени в лабораторията, се използват широко за озониране на вода, защита на продуктите от разваляне, в медицината и козметологията.

Разбира се, това не е пълният списък на удивителните химични явления в природата, които правят живота на планетата толкова разнообразен и красив. Можете да научите повече за тях, ако се огледате внимателно и държите ушите си отворени. Наоколо има много удивителни феномени, които само чакат да се заинтересувате от тях.

Химически явления в ежедневието

Те включват тези, които могат да се наблюдават в ежедневието на съвременния човек. Някои от тях са доста прости и очевидни, всеки може да ги наблюдава в кухнята си: например варене на чай. Чаените листа, загрети с вряща вода, променят свойствата си, в резултат на което се променя и съставът на водата: тя придобива различен цвят, вкус и свойства. Тоест получава се ново вещество.

Ако в същия чай се изсипе захар, в резултат на химическа реакция ще се получи разтвор, който отново ще има набор от нови характеристики. На първо място, нов, сладък, вкус.

Като използвате примера за приготвяне на силен (концентриран) чай, можете самостоятелно да проведете друг експеримент: осветете чая с резен лимон. Благодарение на киселините, съдържащи се в лимоновия сок, течността отново ще промени състава си.

Какви други явления можете да наблюдавате в ежедневието? Например химичните явления включват процеса изгаряне на гориво в двигателя.

За да се опрости, реакцията на изгаряне на гориво в двигателя може да се опише по следния начин: кислород + гориво = вода + въглероден диоксид.

По принцип в камерата на двигателя с вътрешно горене протичат няколко реакции, в които участват гориво (въглеводороди), въздух и искра за запалване. Или по-скоро не само гориво - гориво-въздушна смес от въглеводороди, кислород, азот. Преди запалване сместа се компресира и нагрява.

Изгарянето на сместа става за част от секундата, в резултат на което връзката между водородните и въглеродните атоми се разрушава. Поради това се отделя голямо количество енергия, което привежда в движение буталото, а това - коляновия вал.

Впоследствие водородните и въглеродните атоми се свързват с кислородните атоми, образуват се вода и въглероден диоксид.

В идеалния случай реакцията на пълно изгаряне на горивото трябва да изглежда така: C n H 2n+2 + (1,5н+0,5) О 2 = nCO 2 + (н+1) з 2 О. В действителност двигателите с вътрешно горене не са толкова ефективни. Да предположим, че ако кислородът не е достатъчен по време на реакцията, в резултат на реакцията се образува СО. И при по-голяма липса на кислород се образуват сажди (C).

Образуване на плаки върху металив резултат на окисление (ръжда върху желязото, патина върху медта, потъмняване на среброто) - също от категорията на битовите химични явления.

Да вземем за пример желязото. Ръждясването (окисляването) възниква под въздействието на влага (влажност на въздуха, директен контакт с вода). Резултатът от този процес е железен хидроксид Fe 2 O 3 (по-точно Fe 2 O 3 * H 2 O). Може да го видите като хлабаво, грапаво, оранжево или червеникаво-кафяво покритие върху повърхността на метални продукти.

Друг пример е зеленото покритие (патина) върху повърхността на медни и бронзови изделия. Образува се с течение на времето под въздействието на атмосферен кислород и влажност: 2Cu + O 2 + H 2 O + CO 2 \u003d Cu 2 CO 5 H 2 (или CuCO 3 * Cu (OH) 2). Полученият основен меден карбонат се среща и в природата под формата на минерала малахит.

И друг пример за бавна окислителна реакция на метал в домашни условия е образуването на тъмно покритие от сребърен сулфид Ag 2 S върху повърхността на сребърни предмети: бижута, прибори за хранене и др.

„Отговорност“ за възникването му носят серните частици, които присъстват под формата на сероводород във въздуха, който дишаме. Среброто може да потъмнее и при контакт с храни, съдържащи сяра (например яйца). Реакцията изглежда така: 4Ag + 2H 2 S + O 2 = 2Ag 2 S + 2H 2 O.

Да се ​​върнем в кухнята. Тук можете да разгледате още няколко интересни химични явления: образуване на котлен камък в чайникаедин от тях.

В домашни условия няма химически чиста вода, в нея винаги са разтворени метални соли и други вещества в различни концентрации. Ако водата е наситена с калциеви и магнезиеви соли (хидрокарбонати), тя се нарича твърда. Колкото по-висока е концентрацията на сол, толкова по-твърда е водата.

Когато такава вода се нагрява, тези соли се разлагат до въглероден диоксид и неразтворима утайка (CaCO 3 имгCO 3). Можете да наблюдавате тези твърди отлагания, като погледнете в чайника (а също и като погледнете нагревателните елементи на перални машини, съдомиялни машини и ютии).

Освен калций и магнезий (от които се образува карбонатният котлен камък), във водата често присъства и желязо. По време на химичните реакции на хидролиза и окисление от него се образуват хидроксиди.

Между другото, когато сте на път да се отървете от котления камък в чайника, можете да наблюдавате друг пример за забавна химия в ежедневието: обикновеният трапезен оцет и лимонената киселина се справят добре с отлаганията. Чайник с разтвор на оцет / лимонена киселина и вода се кипва, след което котленият камък изчезва.

И без друго химично явление нямаше да има вкусни мамини баници и кифлички: говорим за сода за гасене с оцет.

Когато мама загаси сода в лъжица с оцет, възниква следната реакция: NaHCO 3 + Cз 3 СООН=CH 3 COONa + з 2 О + CO 2 . Полученият въглероден диоксид има тенденция да напуска тестото - и по този начин променя структурата му, прави го поресто и рохкаво.

Между другото, можете да кажете на майка си, че изобщо не е необходимо да гасите содата - тя така или иначе ще реагира, когато тестото влезе във фурната. Реакцията обаче ще бъде малко по-лоша, отколкото когато содата се гаси. Но при температура от 60 градуса (и за предпочитане 200), содата се разлага на натриев карбонат, вода и същия въглероден диоксид. Вярно, вкусът на готовите баници и кифлички може да е по-лош.

Списъкът с битови химически явления е не по-малко впечатляващ от списъка с такива явления в природата. Благодарение на тях имаме пътища (асфалтопроизводството е химичен феномен), къщи (изпичане на тухли), красиви тъкани за дрехи (боядисване). Ако се замислите, става ясно колко многостранна и интересна е науката химия. И каква полза може да се извлече от разбирането на неговите закони.

Сред многото, много явления, измислени от природата и човека, има особени, които трудно могат да се опишат и обяснят. Те също така включват горяща вода. Как може това, питате вие, защото водата не гори, тя гаси огън? Как може да изгори? И тук е работата.

Горенето на водата е химично явление, при което кислородно-водородните връзки се разрушават във вода с примес на соли под въздействието на радиовълни. Резултатът е кислород и водород. И, разбира се, гори не самата вода, а водородът.

В същото време достига много висока температура на горене (повече от една и половина хиляди градуса), плюс по време на реакцията отново се образува вода.

Това явление отдавна представлява интерес за учените, които мечтаят да научат как да използват водата като гориво. Например за автомобили. Засега това е нещо от сферата на фантастиката, но кой знае какво ще измислят учените съвсем скоро. Една от основните пречки е, че когато водата гори, се освобождава повече енергия, отколкото се изразходва за реакцията.

Между другото, нещо подобно може да се наблюдава в природата. Според една теория големи единични вълни, появяващи се сякаш от нищото, всъщност са резултат от водородна експлозия. Електролизата на водата, която води до нея, се извършва поради навлизането на електрически разряди (мълния) върху повърхността на солената вода на моретата и океаните.

Но не само във водата, но и на сушата могат да се наблюдават невероятни химически явления. Ако сте имали възможност да посетите естествена пещера, със сигурност ще можете да видите причудливи, красиви естествени "ледени висулки", висящи от тавана - сталактити.Как и защо се появяват се обяснява с друг интересен химичен феномен.

Химик, гледайки сталактит, вижда, разбира се, не ледена висулка, а калциев карбонат CaCO 3. Основата за образуването му е канализация, естествен варовик, а самият сталактит се изгражда поради утаяването на калциев карбонат (растеж надолу) и силата на сцепление на атомите в кристалната решетка (растеж в ширина).

Между другото, подобни образувания могат да се издигнат от пода до тавана - те се наричат сталагмити. И ако сталактити и сталагмити се срещнат и се слеят в твърди колони, те получават име сталагнати.

Заключение

Всеки ден в света се случват много невероятни, красиви, както и опасни и плашещи химически явления. От много хора хората са се научили да се възползват: създават строителни материали, готвят храна, карат превозните средства да пътуват на дълги разстояния и много други.

Без много химични явления съществуването на живот на земята не би било възможно: без озоновия слой хората, животните, растенията не биха оцелели поради ултравиолетовите лъчи. Без фотосинтезата на растенията животните и хората не биха имали какво да дишат, а без химичните реакции на дишането този въпрос изобщо не би бил актуален.

Ферментацията дава възможност за готвене на храна, а подобно химическо явление на гниене разгражда протеините до по-прости съединения и ги връща в кръговрата на веществата в природата.

Образуването на оксид при нагряване на медта, придружено от ярко сияние, изгарянето на магнезий, топенето на захарта и т.н., също се считат за химични явления. И им намерете полезна употреба.

сайт, с пълно или частично копиране на материала, връзката към източника е задължителна.

Физическите промени не са свързани с химични реакции и създаване на нови продукти, като например топенето на лед. По правило такива трансформации са обратими. Освен примери за физични явления, в природата и ежедневието има и химични трансформации, при които се образуват нови продукти. Такива химични явления (примери ще бъдат разгледани в статията) са необратими.

Химични промени

Химическата промяна може да се разглежда като всяко явление, което позволява на учените да измерват химичните свойства. Много реакции също са примери за химични явления. Въпреки че не винаги е лесно да се каже, че е настъпила химическа промяна, има някои издайнически признаци. Какво представляват химичните явления? Да дадем примери. Това може да е промяна в цвета на веществото, температура, образуване на мехурчета или (при течности) утаяване. Могат да се дадат следните примери за химични явления в живота:

1. Ръжда върху желязо.
2. Изгаряне на дърва.
3. Метаболизъм на храната в организма.
4. Смесване на киселина и основа.
5. Готвене на яйце.
6. Смилане на захар от амилаза в слюнката.
7. Смесване на сода за хляб и оцет при печене за получаване на газ въглероден диоксид.
8. Печене на пай.
9. Поцинковане на метал.
10. Батерии.
11. Експлозия на фойерверки.
12. Гниещи банани.
13. Образуване на млечнокисели продукти.

И това не е целият списък. Можете да разгледате някои от тези точки по-подробно.

Външен огън с дърва

огън - това също е пример за химически феномен. Това е бързото окисление на материал в екзотермичен процес на химическо горене, при което се отделят топлина, светлина и различни продукти на реакцията. Огънят е горещ, защото слабата двойна връзка в молекулярен кислород O 2 се превръща в по-силни връзки в продуктите на горенето на въглероден диоксид и вода. Отделя се много енергия (418 kJ на 32 g O 2); енергиите на свързване на горивото играят второстепенна роля тук. В определена точка от реакцията на горене, наречена точка на възпламеняване, се образува пламък.

Това е видимата част на огъня, която се състои основно от въглероден диоксид, водна пара, кислород и азот. Ако температурата е достатъчно висока, газовете могат да се йонизират, за да образуват плазма. В зависимост от това какви вещества се запалват и какви примеси се доставят отвън, цветът на пламъка и интензивността на огъня ще бъдат различни. Пожарът в най-често срещаната му форма може да предизвика пожар, който може да причини физически щети при изгаряне. Пожарът е важен процес, който засяга екологичните системи по света. Положителните ефекти на огъня включват стимулиране на растежа и поддържане на различни екологични системи.

Ръжда

Точно като огъня, процесът на ръждясване също е окислителен процес. Просто не толкова бързо. Ръждата е железен оксид, обикновено червен оксид, образуван от редокс реакцията на желязо и кислород в присъствието на вода или въздух. Няколко форми на ръжда се различават както визуално, така и спектроскопски и се образуват при различни обстоятелства. При достатъчно време, кислород и вода всяка маса желязо в крайна сметка напълно се превръща в ръжда и се разлага. Повърхностната му част е люспеста и рохкава и не предпазва подлежащото желязо, за разлика от образуването на патина върху медните повърхности.

Пример за химически феномен, ръждясването е общ термин за корозия на желязото и неговите сплави като стомана. Много други метали претърпяват подобна корозия, но получените оксиди обикновено не се наричат ​​ръжда. Други форми на тази реакция съществуват в резултат на реакцията между желязо и хлорид в среда, лишена от кислород. Пример за това е арматурата, използвана в подводни бетонни стълбове, която генерира зелена ръжда.

Кристализация

Друг пример за химически феномен е растежът на кристали. Това е процес, при който вече съществуващ кристал става по-голям, тъй като броят на молекулите или йоните се увеличава в техните позиции в кристалната решетка. Кристалът се определя като атоми, молекули или йони, подредени в подреден, повтарящ се модел, кристална решетка, която се простира през всичките три пространствени измерения. По този начин растежът на кристалите се различава от растежа на течна капка по това, че по време на растежа молекулите или йоните трябва да попаднат в правилните позиции на решетката, за да може един подреден кристал да расте.

Когато молекули или йони попаднат в позиция, различна от позициите в идеалната кристална решетка, се образуват кристални дефекти. Като правило, молекулите или йоните в кристалната решетка са хванати в капан в смисъл, че не могат да се движат от позициите си и следователно растежът на кристалите често е необратим, тъй като когато молекулите или йоните попаднат на мястото си в нарастващата решетка, те са фиксирани в него. Кристализацията е често срещан процес както в промишлеността, така и в естествения свят и обикновено се разбира, че кристализацията се състои от два процеса. Ако кристалът не е съществувал преди това, тогава трябва да се образува нов кристал и след това той трябва да претърпи растеж.

Химически произход на живота

Химическият произход на живота се отнася до условията, които биха могли да съществуват и следователно са допринесли за появата на първите дублирани форми на живот.

Основният пример за химически явления в природата е самият живот. Смята се, че комбинация от физични и химични реакции може да доведе до появата на първите молекули, които, като се възпроизвеждат, водят до появата на живот на планетата.

Като усвоите тази тема, ще можете да:

Разбират същността на физичните и химичните явления, разграничават ги;

Дайте примери за химични явления, срещащи се в природата и ежедневието;

Наблюдавайте хода на химичните реакции по определени признаци;

Провеждайте самостоятелно лабораторни експерименти, характеризирайте техния ход, описвайте наблюдения, правете заключения;

Да се ​​формират умения и да се придобие опит в експерименталното изследване на веществата и техните свойства.

Спомнете си от курса по естествена история какво се нарича феномен. Избройте известните ви групи явления.

Физични и химични явления (превръщания). Светът около нас непрекъснато се променя. Както вече знаете, те се наричат ​​явления.

Изучаването на темата „Светът на явленията, в който живее човек“ в хода на естествената история ви даде възможност да се запознаете по-добре с физическите явления - механични, звукови, топлинни, светлинни (фиг. 46), магнитни и електрически и някои на техните характеристики.

Дайте примери за горните физически явления. Помислете и дайте отговор на въпроса: по време на тези явления, разрушаването на някои вещества и образуването на други?

Очевидно не. И така, появата на слана по дърветата във влажен, студен сезон, намаляване на съдържанието на вода в резервоари при време без дъжд и валежи са явления, свързани с промяна в състоянието на агрегация на водата поради промени в температурните условия в природа.

Ориз. 46. ​​​​Светкавица

Възможно ли е да се наблюдават такива промени с трансформацията на водата в ежедневието? Как да ги реализираме?

Вече знаете, че скрежът, водната пара, водата са едно и също вещество, чийто състав на молекулата съответства на химическата формула H 2 O.

При стайна температура йодът е твърдо, кристално, тъмнолилаво вещество със слаб блясък. В случай на нагряване йодните кристали незабавно се превръщат в тъмно лилава пара, а когато се охладят, парата кристализира отново (заобикаляйки течното състояние). Тези трансформации също не са свързани с промяна в състава на веществото: както в твърдо, така и в газообразно състояние, йодната молекула се състои от два атома, което съответства на формулата И 2.

Назовете парчетата стъкло, които познавате от ежедневието.

Производството на изделия от стъкло се основава на предоставянето им на различни форми. Съставът на стъклото остава непроменен. Способността на определени вещества да се разширяват или свиват при температурни промени също е физическа промяна.

Спомнете си какви признаци са проява на физичните свойства на веществата.

И така, физическите свойства, благодарение на които можем да наблюдаваме физически явления, включват: промяна във формата, цвета, мириса, вкуса, блясъка, плътността, електрическата и топлопроводимостта, точките на топене и кипене, пластичност и други подобни. Тяхното присъствие не променя състава на веществото.

Химията обаче изучава химични явления, при които едни вещества се разрушават и се образуват други. Например явление, познато ви от ежедневието, е изгарянето на природен газ, който се състои основно от молекули на органичното вещество метан CH 4 (фиг. 47). Този процес протича в присъствието на кислород.

Изследваме експериментално какво се образува в резултат на изгарянето на метан. Ще проведем демонстрационен експеримент и ще изпълним следните стъпки.

1. Задръжте студен предмет над пламъка за няколко секунди. Върху него се кондензират водни капки. Това означава, че при изгарянето на метана се образуват водни пари (фиг. 48).

Ориз. 47. Изгаряне на природен газ

Ориз. 48. Образуване на вода

2. Накиснете епруветката с варна вода (разтвор на вар във вода) и отново я задръжте известно време над пламъка на запалим метан. Стените на епруветката бързо помътняват. Това е признак за наличие на въглероден диоксид в продуктите на горенето.

И така, в резултат на взаимодействието на метана с кислорода се образуват две вещества: вода и въглероден диоксид. С други думи, молекулите на метана и кислорода и образуваните молекули на водата и въглеродния диоксид са унищожени (фиг. 49).

Ориз. 49. Схема на трансформациите по време на изгарянето на метан:

а е молекула метан; b - две молекули кислород; c - въглероден атом; d - четири водородни атома; G - четири кислородни атома; e - молекула въглероден диоксид; c - две водни молекули

Когато железният прах се нагрява със сяра, се образува сложно кристално вещество - железен (II) сулфид, което проявява напълно различни свойства от първоначалните вещества (фиг. 50).

Ориз. 50. Схема на образуване на ферум(II) сулфид: а - сяра; 6 - желязо; c - ферум(II) сулфид

Трансформациите, при които се разрушават едни вещества и се образуват други, се наричат ​​химични явления или химични реакции.

За строителни нужди се използва вар (химическото наименование е калциев хидроксид, формулата е Ca (OH) 2. За получаването му трябва да се извършат две реакции: 1) разлагане на варовик CaCO 3 (калциев карбонат), за да се получи негасена вар CaO (калциев оксид) и 2) комбинация от калциев оксид с вода (както се казва, "угасете вар").

И така, виждаме, че по време на хода на химичните реакции винаги има вещества, които влизат в реакцията, и вещества, които се образуват след реакцията.

Веществата, които влизат в реакция, се наричат ​​изходни вещества или реагенти, а веществата, които се образуват след реакцията, се наричат ​​продукти или крайни вещества.

В двете описани по-горе реакции, които са от голямо практическо значение за човека, изходните вещества са били: калциев карбонат - в първата, калциев оксид и вода - във втората. Продуктите на реакцията са калциев оксид и въглероден диоксид в първия, калциев хидроксид във втория. Познавайки химичните формули на изходните вещества и продукти, ходът на реакцията може да бъде изобразен чрез диаграмите:

(2)

Стрелка нагоре означава отделяне на газ.

Смятате ли, че физическите явления и химичните реакции протичат едновременно или са взаимосвързани?

Явления, съпътстващи химичните реакции. Науката е доказала, че всяка химическа реакция е придружена от една или повече външни прояви. Това дава възможност да се направят изводи за хода на реакциите. Нека разгледаме основните с помощта на демонстрационни експерименти.

Промяна на цвета на веществата

Опит 1. За откриване на алкални разтвори се използва индикаторът фенолфталеин - вещество, което променя цвета си в алкална среда. Ако разтвор на натриев хидроксид се добави към разтвор на фенолфталеин, последният ще промени цвета си на пурпурен. Като добавите солна киселина към тази смес, наблюдавайте обезцветяването. Това означава, че киселината неутрализира алкала. Ходът на реакцията на взаимодействие на алкали с киселина може да бъде написан, както следва:

NaOH + Hcl → NaCl + H 2 O (3)

Фенолфталеинът е индикатор за откриване на хода на реакцията.

Опит 2. Наблюдава се промяна в цвета, когато медна плоча се калцинира в пламък (фиг. 51). Медта, която обикновено има червен цвят, е покрита с черно покритие. Тази плака е новообразувано вещество купрум(II) оксид CuO. Реакционната схема ще изглежда така:

Фигура 51. Изпичане на медна плоча

(4)

Утаяване или разтваряне

Опит 3. Налейте разтвор на ферум(ІІІ) хлорид в чаша. Този разтвор е жълт на цвят. Добавете няколко капки разтвор на натриев хидроксид (алкал) към него. Ще наблюдаваме едновременно две явления - съдържанието на чашата става кафяво (следователно цветът се е променил), а впоследствие веществото боракс се утаява на дъното - образува се утайка (фиг. 52). Бораксът е новообразуван ферум(III) хидроксид. Схема на реакция:

(5)

Стрелката надолу показва утаяване по време на реакцията.

Фигура 52. Утаяване на ферум(III) хидроксид

Опит 4. Ако към прясна утайка от ферум (III) хидроксид солна киселина, тогава утайката се разтваря с образуването на водоразтворимо жълто вещество - железен (III) хлорид:

(6)

Какъв друг знак ще се появи по време на разтварянето на утайката?

Отделяне на газ

Някои химични трансформации са придружени от образуване (отделяне) на газ.

Опит 5. В епруветка, в която е поставена цинкова плоча, долмо хлоридна киселина. Първо върху плочата се образуват малки мехурчета (фиг. 53), които впоследствие се отделят от цинковата повърхност и се открояват. Това е водороден газ. Схема на реакция:

Zn + HCl → ZnCl 2 + H 2 (7)

За да сте сигурни, че по време на реакцията се отделя водород, внимателно запалете газа. Запалва се във въздуха и гори със син пламък. Протича следната реакция:

H 2 + O 2 → H 2 O (8)

Фигура 53. Образуване на водородни мехурчета върху цинкова плоча

Излъчване на топлина и светлина

Такива реакции са известни на човечеството от времето на тяхното използване. Това е изгарянето на дърва и други горива. Те дадоха тласък на използването на отопление на помещенията, производството на факли за осветяване на стаи, улици и други подобни.

Припомнете си и назовете какви вещества знаете, които влизат в реакции на горене.

Опит 6. Нека запалим кибрит или суха факла и да наблюдаваме какво се случва.

Обяснете сами с какви явления се съпровожда тази реакция.

Най-простата схема на реакция на горене е изгарянето на въглерод:

C + O 2 → CO 2 (9)

Топлината и светлината се отделят не само при изгарянето на прости вещества от въглерод, фосфор, магнезий, но и на сложни. Например природен газ, алкохол.

Поглъщане на топлина

Това явление се придружава от всички реакции, които се случват при нагряване (реакцията на мед с кислород). Добър пример за абсорбиране на топлина от околната среда е разтварянето на амониев хлорид NH 4 Cl във вода.

Опит 7. Поставяме чаша с амониев хлорид върху мокър субстрат и купчина вода, като разбъркваме съдържанието със стъклена пръчка. По време на разтварянето амониевият хлорид абсорбира толкова много топлина, че стъклото замръзва до стойката (фиг. 54).

Фигура 54. Разтваряне на амониев хлорид във вода

Появата на миризма

Това по-високо е свързано с образуването на ароматни съединения. Например, появата на особена миризма на свежест след гръмотевична буря се обяснява с образуването на O 3 озонови молекули във въздуха. Реакцията се състои в пренареждането на кислородните молекули в озонови молекули при високи температури по време на електрически разряди. Схематично реакцията може да се напише по следния начин:

O 2 → O 3 (10)

Опит 8 (изпълнен под напрежение). Изсипете суха сол - амониев хлорид на дъното на епруветката и добавете към нея разтвор на натриев хидроксид с обем 2-3 ml. Има ли промени? Какви събития съпътстват реакцията?

Имайки предвид горното, стигаме до извода, че химичните трансформации са придружени от определени явления; те дават възможност да се наблюдават външните прояви на хода на химичните реакции.

Лабораторен опит 3

Провеждане на химични реакции

Задача 1. Запалете кибрит, след това запалете спиртна лампа. Какво гледате?

Задача 2. Поставете малко парче тебешир в епруветка. Добавете оцет, така че да покрие тебешира. Обяснете вашите наблюдения.

Задача 3. Изсипете син разтвор на меден (II) сулфат в епруветка с обем 1,5-2 ml. Добавете разтвор на натриев хидроксид. Какво гледате? Мислите ли, че има химическа реакция?

Задача 4. Добавете солна киселина към утайката, образувана в предишния опит. Обяснете наблюденията. Обосновете ги.

Обобщете знанията си за химичните реакции.

Методи на изследване в химията. В § 4 се запознахте частично с методите на изследване. Химията като експериментална наука в своите изследвания широко използва метода на наблюдението и експеримента, които не се изключват, а често се допълват. Нека разширим тази информация.

Наблюденията се разглеждат в науката като целенасочено, специално организирано възприемане на обекти и явления, обусловено от задачата на дейността. Особеността на този метод се състои в това, че той разчита на работата на сетивата и е един от начините за попълване на знания от външния свят. Изучавайки химия, вече сте видели, че методът на наблюдение се използва, когато учителят демонстрира предмети и явления, модели, диаграми, диаграми, таблици, както и лабораторни експерименти и практическа работа. Външните прояви, които придружават химичните реакции, се откриват главно чрез наблюдение.

Има обаче разлики между наблюдение и експеримент. Не всички природни явления могат да бъдат наблюдавани в пространството и времето. Ако изследваният обект е ненаблюдаем, се създава негов модел. Този метод се нарича моделиране.

Когато провеждат експерименти, учените откриват и установяват определени закономерности.

Запомнете повторяемостта на свойствата на елементите в периодичната система.

Въз основа на установените закономерности се формулират законите на науката, които се представят в словесен или математически израз. За да проверят правилността на законите, учените излагат определени предположения (хипотези), които от своя страна служат за създаване на теории. Теорията съчетава експеримента, наблюденията и получените с тяхна помощ факти. Може също така да стане основа за предсказване на явления, които все още не са известни на науката.

Ето защо, докато наблюдавате демонстрациите на учителя или извършвате изследователска работа по време на лабораторни експерименти и практическа работа, опитайте се да наблюдавате възможно най-внимателно, свържете наблюдаваните явления с теоретични заключения и формирайте собствена научна визия и интерпретация на всички процеси. Този подход към изучаването на химията поставя пред вас много въпроси, отговорите на които ще можете да намерите сами. Където ще отвори възможността да бъдете уверени в своите вярвания и да убедите другите в тях.

ОБОБЩАВАНЕ НА НАУЧЕНОТО

Химичните явления са явления, при които едни вещества се разрушават и се образуват други. Химичните явления се наричат ​​химични реакции.

Химичните явления са придружени от определени външни прояви, според които се правят изводи за протичането на реакциите. Това са: промяна на цвета, утаяване, отделяне на газ, миризма, отделяне на топлина и светлина.

Веществата, които влизат в химични реакции, се наричат ​​изходни или реагенти, а тези, които се образуват по време на реакцията, се наричат ​​продукти или крайни вещества.

Изследването на веществата и явленията се извършва с помощта на методи на наблюдение, моделиране и експеримент, въз основа на които се формират законите и теориите на съответната наука.

ЗАДАЧИ ЗА КОНТРОЛ НА ЗНАНИЯТА

1. Дайте примери: а) физически; б) химични явления, срещащи се в природата и тези, които сте наблюдавали в лабораторията.

2. Избройте явленията, които съпътстват химичните превръщания.

3. Въведете липсващите думи, за да завършите израза. Веществата, които влизат в реакция се наричат ​​.... Продуктите на реакцията се наричат ​​... които се образуват ... реакции.

Химичните трансформации са...

4. Класифицирайте явленията на физични и химични: изгаряне на свещ, изработване на различни продукти от полиетилен, почерняване на медна плоча при нагряване, образуване на неприятна миризма поради развалени яйца, изпаряване на солен разтвор, изгаряне на магнезий, поява на водни капки по прозорците, вкисване на млякото, отделяне на сместа от железни прахове и серен магнит, поява на роса сутрин.

5. На схемите означете изходните вещества и реакционните продукти. Прочетете диаграмите.

а) CO + O 2 -> CO 2 б) Cu + O 2 -> CuO

в) Fe + O 2 -> Fe 3 O 4 г) Hg + S → HgS

6. Какви външни промени се наблюдават при такива трансформации: а) ферментация на ябълков сок; б) топене на захар;

в) ръждясване на изделия от желязо; г) изгаряне на картофи по време на пържене?

7. Анализирайте как са нараснали знанията ви за явленията и какви връзки съществуват между тях.

8. Опишете методите на изследване в химията.

9. Обяснете какви други природни науки използват познатите ви методи на изследване.

РАЗГЛЕДАЙТЕ КЪЩИ

Поставете 1/4 чаена лъжичка сода за хляб на дъното на три чаши и добавете на свой ред: в първата - сок от кисело зеле, във втората - лимонов сок или разтвор на лимонена киселина, в третата - кефир. Какво гледате? Обяснете наблюдаваните явления.

Помислете, отговорете, направете...

Условия за протичане и протичане на химичните реакции

1. Смилане и смесване на вещества:

а) за да започне химическа реакция, понякога е достатъчен контакт на реагентите (например взаимодействието на желязо с влажен въздух);

б) колкото по-натрошени са веществата, толкова по-голяма е повърхността на контакта им едно с друго, толкова по-бърза е реакцията между тях (например бучка захар трудно се възпламенява, а фино смляната и пулверизирана захар във въздуха изгаря моментално, с експлозия);

в) улеснява провеждането на химични реакции между веществата, тяхното предварително разтваряне.

2. Нагряване на вещества до определена температура. Нагряването влияе върху възникването и протичането на химичните реакции по различни начини:

а) в някои случаи нагряването е необходимо само за протичане на реакцията и след това реакцията протича сама (например изгаряне на дърва и други горими вещества);

б) за други реакции е необходимо непрекъснато нагряване, нагряването спира - химическата реакция също спира (например разлагането на захарта).

1. Не се отнася за физични явления

1) замръзване на вода

2) топене на алуминий

3) изгаряне на бензин

4) изпаряване на вода

2. Не се отнася за химични явления

1) ръждясване на желязо

2) изгаряне на храна

3) изгаряне на бензин

4) изпаряване на вода