KEMIJSKE SPREMEMBE: ZNAČILNOSTI, PRIMERI, VRSTE - KEMIJA - 2026

Za kemične spremembe so spremembe, ki se pojavijo snovi ali snovi iz kemičnih reakcij. Za njih je značilno, da so nepovratne, saj vključujejo nastajanje novih vezi, ki potrebujejo energijo ali druge reakcije, da utegnejo spremeniti svoje učinke.

Na primer, življenje in njegova biokemija sestavljata nenehne kemijske spremembe, ki razkrivajo nešteto reakcij, ki se odvijajo znotraj živih bitij. Rezultat je rast, razvoj in staranje rastlinskih in živalskih tkiv; da je, kot je znano, znanstveno in termodinamično, nepopravljiv proces.

Sprememba barve listov med padcem je primer kemične spremembe. Vir: Jake Colvin prek Pexelsov.

Zato pri živih bitjih, od nevretenčarjev do vretenčarjev, najdemo kemične spremembe tudi med uživanjem hrane, saj uporabljajo encimske reakcije, da jih razgradijo in izkoristijo energijo in kemične snovi, ki jih pridobivajo iz njih.

Kako prepoznati kemične spremembe?

Primer kemične spremembe

Ena glavnih značilnosti, da jih prepoznamo v naravi, je opazovanje, če pride do spremembe barve ali če nastane določen vonj. Tako je v letnih časih cenjeno, kako drevesa postopoma začnejo spreminjati barvo svojih listov; v njih je klorofil in njegovi naravni pigmenti podvrženi kemijskim reakcijam.

Pordelost listov jeseni je zelo jasen primer kemične spremembe. Če to povežemo z življenjem, hobotnice in kameleoni sami prikrijejo zahvaljujoč seriji kemičnih reakcij, ki vključujejo celice kože; vendar za razliko od listov lahko spremenijo barvno spremembo z drugimi reakcijami, ki "deaktivirajo" kamuflažo.

Vendar različne barve neba in oblakov niso posledica kemičnih, temveč fizičnih sprememb: Raleighovega sipanja. Medtem so beljenje oblačil in odstranjevanje njihovih madežev ter obarvanje oblačil z barvili kemične spremembe.

značilnosti

Omenjeno je bilo, da sta sprememba barve in vonja dve glavni značilnosti kemične spremembe in da je zato prišlo do pojava ene ali več kemičnih reakcij.

Nato bomo obravnavali še druge pomembne lastnosti, ki nam omogočajo, da ga zaznamo neposredno s svojimi čutili. Več ko je značilnosti mogoče zaznati, večja je verjetnost, da se soočamo s kemijsko spremembo in ne s fizikalno.

Sprememba temperature ali sproščanje svetlobe

Kemično spremembo spremlja povečanje (eksotermična reakcija) ali znižanje (endotermična reakcija) temperature; to je, če se proizvaja toplota ali, če je nasprotno, občutek mraza. Tudi včasih se sproščanje toplote zgodi vzporedno s pojavom svetlobe.

Tvorba plina

Nastajanje plinov je neposredno povezano s spremembami vonjav. Če plin v tekočem mediju tvori mehurčke, kar kaže na kemično spremembo.

To je zato, ker obstajajo molekule z visokimi tlaki hlapov, ki jih zrak zlahka zajame ali sproščanje majhnih molekul, kot so CO ₂ , H ₂ S, CH ₄ , O ₂ itd., Ki so končni produkti določene reakcije.

Nastanek oborine

Če se reakcije odvijajo v tekočem mediju in začne nastajati oborina, ne glede na barvo ali teksturo, naj bi prišlo do kemične spremembe. Prav tako bi se lahko zgodilo, da se dva plina mešata in tvorita pepel ali sol.

Nepovratnost

Čeprav je res, da obstajajo reverzibilne reakcije, ki lahko vzpostavijo ravnovesje, so spremembe, ki so nastale z lastnostmi, ki so bile do sedaj opisane, nepopravljive; Potrebujejo druge reakcije ali kakršno koli energijo, da posredujejo, da se njihovi učinki obrnejo. In vendar je v mnogih primerih to praktično nemogoče.

To nepovratnost opazimo pri spremembi sestave ali poslabšanju zadeve. Na primer, drevo, ki gori v plamenu in se konča v pepelu, katerega končna sestava je drugačna od drevesa, ne bo mogla preklicati kemičnih sprememb, do katerih je prišlo; Razen če časa ne bi mogli obrniti nazaj

Vrste

Kemijske spremembe same niso predmet nobene klasifikacije: zaznavamo jih z našimi čutili, zato je mogoče sklepati ali preučiti, katere vrste kemičnih reakcij potekajo. Tako so takšne spremembe posledica skupine anorganskih, organskih ali biokemičnih reakcij.

Ko govorimo o anorganskih "spremembah", rečemo, da ne sodelujejo ogljikove skeletne spojine, temveč vsi kompleksi prehodnih kovin; med drugimi spojinami oksidi, sulfidi, hidridi, nitridi, halogeni.

Medtem spojine ogljikovega dioksida sodelujejo pri organskih in biokemijskih spremembah, s to razliko, da se prvi ponavadi pojavljajo zunaj organizmov (razen reakcij, ki jih izvajajo droge), drugi pa znotraj njih (glede encimov). , metabolizem, biomolekule).

Primeri

Porumenelost papirjev

Papirni listi se sčasoma obarvajo rumeno. Vir: makamuki0 prek Pixabaja.

Papirji sčasoma izgubijo belino in postanejo rumenkasti ali rjavi. Ta proces je posledica oksidacije njegovih polimerov, zlasti lignina, ki skupaj s celulozo vključujejo kisikove atome, ki na koncu oslabijo medmolekularno interakcijo.

Ognjemet

Ognjemet predstavlja reakcijo zgorevanja, pri kateri zmes goriv, ​​kalijevega nitrata, ogljika in žvepla gorijo, medtem ko kovinske soli, ki obarvajo nastale eksplozije, elektronsko vzbujajo.

Vdolbine

Karies povzroči spremembo barve zob zaradi njihove demineralizacije, ki jo povzročajo kisline, ki nastanejo, ko mikroorganizmi prebavijo saharozo v hrani. Zobna sklenina, sestavljena iz mineraloške matrice kalcijevih fosfatov, izgublja ione, ko se kislost poveča in nastaja votlina.

Rast alg

Plast alg in mikroorganizmov, ki raste v jezerih, je včasih tak, da lahko postane lepljiv. Vir: Michael Meiters (https://www.flickr.com/photos/psychofreakx3/5963134909)

Evtrofikacija jezer spodbuja rast alg, ki njihovo površino prekrivajo zeleno, kar je posledica spremembe kemijskih lastnosti vode; sprememba, ki na koncu postane vidna in negativna za vodno favno.

Raztapljanje Alka-Seltzerja

Ko se raztopijo v vodi, Alka-Seltzer začnejo sproščati mehurčke, ki dokazujejo njihovo šumenje. Plini nastanejo zaradi CO _{2, ki} nastane z raztapljanjem NaHCO ₃ , skupaj s citronsko in acetilsalicilno kislino, ki sta v kompaktni tableti.

Telesne kuge

Ko se znojimo, je prej ali slej neizogibno zaznati neprijetne vonjave, ki se nahajajo pod rokami, na koži ali na stopalih. Ti slabi vonji so posledica hlapnih organskih molekul, ki jih sintetizirajo mikroorganizmi, in kažejo, da je prišlo do kemične spremembe.

Gniloba

Organska razgradnja živih bitij ali hrane so kemične spremembe, ki vključujejo vrsto zapletenih reakcij. Slabe vonjave spremlja sprememba sestave, pa tudi barve. Na primer, gnilo sadja, kot sta banana in avokado, kaže vse te lastnosti.

Koksa in meta

Mešanica koksa in mete izbruhne kot sodast vulkan. Vir: Michael Murphy

Čeprav gre za fizično reakcijo, ne da bi prekinili kemične vezi, vendar ob sočasnem sodelovanju ravnotežja med vrstama H ₂ CO ₃ in CO ₂ , lahko izbruh koka-kovinske mete vzame kot referenco za odkrivanje drugih eksplozij, ki je lahko čisto kemična.

Poprova meta nudi mesta nukleacije za nastanek majhnih mehurčkov CO ₂ , ki absorbirajo del raztopljenega CO _2, tako da motijo ​​njegove interakcije z molekulami vode. Tako se raztopljeni CO ₂ koncentrira v več majhnih mehurčkov, ki nasprotujejo naraščajoči površinski napetosti vode, ki jo povzročajo sladkor in druge spojine.

Posledica tega je, da mehurčki CO ₂ pobegnejo in vlečejo vodo, ki jih ne želi "sprostiti". To povzroči pojav značilne pene teh izpuščajev poprove mete, kot je prikazano na zgornji sliki.

Eksplozije

Eksplozije so običajno zelo burne reakcije izgorevanja, iz katerih se sproščajo dim, svetloba in toplota. Kjer koli se zgodi eksplozija, se soočate s kemično spremembo.

Sežig lesa

Les je v bistvu iz celuloze in lignina, oba organska polimera. Njegovi ogljikovi atomi močno reagirajo s kisikom v zraku, kar povzroča CO in CO ₂ , odvisno od popolnega zgorevanja in stopnje oksigenacije.

To je kemijska sprememba, ker se polimeri v lesu poleg sproščanja toplote, svetlobe in dima ne morejo vrniti v prvotno stanje.

Sončenje

Kemična sprememba se kaže v tans tistih, ki uživajo dan na plaži. Vir: Pxhere.

Rdečina ali porjavitev naše kože, ko smo pod močnim soncem, nakazuje, da je prišlo do spremembe njene sestave zaradi reakcije melanina, ki ga vsebuje celica, ki oksidira in razpade.

Sok rdečega zelja

Epruvete z indikatorjem škrlatnega zelja. Vir: Indikator-Blaukraut.JPG: Supermartlderivativno delo: Haltopub

Izhajajoč iz soka škrlatnega zelja, lahko postavimo poskus, ki prikazuje spremembe barve kot funkcijo pH. Razmnoževanje je enostavno v katerem koli laboratoriju ali kuhinji.

Če dodamo ta sok v različne epruvete, jih označimo in jim dodamo različne snovi, od kislega (kis) do alkalnega (detergenta), bo na voljo barva (zgornja slika).

To je zato, ker sok škrlatnega zelja vsebuje naravne kislinske osnove, ki se odzivajo na spremembe pH. Bolj kisla je raztopina, bolj rdeča bo videti; in če je nasprotno zelo osnovno, bo postalo rumenkasto.

Skuhajte jajce

Ko je jajce ocvrto ali kuhano, dovolimo toploti, da denaturira njegove beljakovine, razbijajo njegove vezi in tvorijo druge, medtem ko izgubijo prvotno strukturo.

Usnje bledi

Barve usnja lahko zbledijo zaradi delovanja kisika v zraku in UV sevanja, zaradi česar se kemične vezi med barvili in organskim materialom porušijo.

Pečen

Sprememba barve, ki jo opažamo pri kruhu in sladicah, pa tudi njihovo očitno povečanje prostornine v primerjavi s surovim testom kaže na različne kemične spremembe.

Prvič zaradi naraščanja, ki ga povzroča kvas in pecilni prašek; in drugič, z Maillardovo reakcijo, kjer proteini in sladkorji reagirajo med seboj, da se zmes zlato obarva.

Korozija

Kovine rjavijo, zato izgubijo sijaj, potemnijo in začnejo korodirati, ko se oksidne plasti, ki nastanejo, ne morejo več oprijemati ali povezati s kovinsko notranjostjo. Najbolj reprezentativna korozija je železa zaradi značilne rjave barve oksida.

Baterije

Znotraj baterij ali celic pride do kemičnih reakcij, ki ustvarjajo elektriko, električne tokove, ki tečejo skozi zunanji tokokrog in aktivirajo svoje naprave. V bistvu anoda izgubi elektrone (oksidacija), ti elektroni aktivirajo napravo (daljinski upravljalnik, telefon, ura, kazalec itd.) In nato končajo na katodi (redukcija).

Kri komarjev

Če nas komar ugrizne in jih takoj ali v nekaj minutah ubijemo, bomo opazili, da je kri svetlo rdeča. Medtem, če bo minilo nekaj ur in ubili tega istega komarja, bomo videli, da je kri temna, da bo celo rjave tone.

Ta sprememba barve kaže, da je kri v komarju doživela kemične reakcije.

Jodna ura

Reakcija z jodno uro je ena izmed najbolj reprezentativnih kemičnih sprememb. Vir: Daniel J. Lulu

Ena najbolj impresivnih kemičnih sprememb je vidna v znameniti reakciji urne urine. Tako se imenuje, ker lahko njeno hitrost nadziramo s spreminjanjem koncentracije reaktantov. Reakcija se konča, ko se pojavi intenzivna, zelo temno modra barva v velikem nasprotju s prvotno opaženo prozornostjo.

Ta barva (zgornja slika) je posledica interakcij med škrobom in anionskim kompleksom I ₃ ^- . Ena od njegovih različic se začne z iodatom, IO ₃ ^- in bisulfitom, HSO ₃ ^- :

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

I ^- reagira z IO ₃ ^- iz medija, da ustvari jod:

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

In ta reagira z več bisulfita:

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

Ko HSO ₃ ^- končano , bo drugi reakcijski prevladujejo dokler obstaja prebitek I ₂ , ki se veže na I ^- da se tvori I ₃ ^- . In končno, _I3 ^{- bo} vplival na molekule škroba, potemnitev raztopine.

Slon pasta

Eksperiment s slonovo pasto. Vir: Ferbr1 prek Wikipedije.

Spet in končno se imenuje specifična kemična reakcija, vendar s spremembami, ki so preveč vidne, da jih ne bi pustili: slonova zobna pasta (zgornja slika). V določenih videoposnetkih je količina pene taka, da bi slonu lahko dobesedno ščetkali usta.

Ta reakcija temelji na katalitično razgradnjo vodikovega peroksida, H ₂ O ₂ (vodikov peroksid), s jodida ioni, I ^- , topnih soli, kot NaJ ali KI. Prva reakcija, ki se pojavi, je v skladu z naslednjo kemijsko enačbo:

H ₂ O ₂ + I ^- → H ₂ O + IO ^-

IO ^- vrste nato reagira s H ₂ O ₂ v drugi reakciji:

IO ^- + H ₂ O ₂ → H ₂ O + O ₂ + I ^-

Kjer se katalizator I regenerira ^- (ne porabi).

Upoštevajte, da sta končna produkta H ₂ O in O ₂ . Če v reakcijsko zmes dodamo detergent in barvila, se bo voda skupaj s kisikom močno penila, ki se bo dvignila skozi posodo in streljala navzgor, proti gravitaciji.

Zažge papir

Ko gori papir, nastajajo ogljikov dioksid, vodna para in pepel. Te tri snovi se kemično razlikujejo od prve snovi, zato gre za kemično spremembo.

Jabolčno oksidacijo

Ko se jabolko naseklja in ga pustimo na prostem, se spremeni iz barve slonovine v rjavo ali oker. Temu pravimo oksidacija.

Gniloba hrane

Ko se hrana pokvari, pride do kemične spremembe. Na primer, gnila jajca gredo skozi proces razpadanja, zaradi katerega spremenijo barvo in vonj.

Proizvodnja jogurtov

Jogurt je posledica kemične spremembe, v katero so vpletene mleko in nekatere bakterije, kot sta Streptococcus thermophilus in Lactobacilli bulgaricus.

Odprta steklenica šampanjca

Ko odprete steklenico šampanjca ali brezalkoholne pijače, opazite žuborenje. To mehurjenje pomeni, da se je ogljikova kislina v pijači razgradila, pri čemer se sprošča ogljikov dioksid.

Pridelava vina

Ustvarjanje vina iz grozdja je postopek fermentacije. To je primer anaerobne kemične reakcije, pri kateri se sladkor pretvori v etilni alkohol in ogljikov dioksid.

Reference

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
2. Helmenstine, Anne Marie, dr. (8. oktober 2019). Definicija kemijske spremembe v kemiji. Pridobljeno: misel.com
3. Wikipedija. (2019). Kemična sprememba. Pridobljeno: en.wikipedia.org
4. Mandeep Sohal. (29. september 2019). Kemična sprememba vs. Fizična sprememba. Kemija LibreTexts. Pridobljeno: chem.libretexts.org
5. Nathan Crawford (2019). Kaj je kemijska sprememba? - Lastnosti, vrste in primeri Video. Študij. Pridobljeno: study.com
6. HowStuffWorks. (2019). Zakaj časopisi sčasoma porumenijo? Pridobljeno: science.howstuffworks.com
7. Znanstveniki. (14. junij 2012). Spurting Science: Izbruh prehrane s koksom z mentoni. Pridobljeno: scienceamerican.com
8. Quimitube. (2014). Laboratorijske izkušnje: Jodna ura. Pridobljeno: quimitube.com