Существует два типа явлений природы:
явления, при которых молекулы веществ не изменяются – физические явления;
явления, при которых молекулы веществ изменяются – химические явления.
Что же происходит с веществами при этих явлениях?
В первом случае молекулы сталкиваются и разлетаются, не изменившись; во втором – молекулы, столкнувшись, реагируют друг с другом, при этом одни молекулы (старые) разрушаются, а другие (новые) образуются.
Физические явления – явления, при которых одни химические вещества не превращаются в другие. Существует группа физических явлений, в которых изменяются сами атомы, точнее, атомные ядра. Естественно, что при этом изменяются и вещества, образуемые этими атомами. Так происходит, например, при ядерном взрыве.
При плавлении, кипении, сублимации, перетекании жидкости, изгибе твердого тела и других подобных явлениях молекулы веществ не изменяются.
Химические явления — это изменения, в результате которых одни вещества превращаются в другие. Их еще называют химическими реакциями.
Чтобы химические явления наблюдались, т.е. реакции происходили, необходимы некоторые условия: реагирующие вещества должны соприкасаться, быть друг с другом в контакте (т.е. ту же заварку нужно насыпать в кружку с кипятком). Вещества лучше измельчать, тогда реакция будет протекать быстрее, скорее наступит взаимодействие (сахар-песок скорее растворится, растает в горячей воде, чем кусковой).
Чтобы многие реакции могли произойти, нужно изменить температурный режим реагирующих компонентов, охлаждая или нагревая их до некоторой температуры. Понаблюдать за химическим явлением можно опытным путём. А вот описать его на бумаге можно при помощи химического уравнения (уравнения химической реакции). Некоторые из этих условий работают и для возникновения физических явлений, например, изменение температуры или непосредственный контакт предметов, тел между собой. Допустим, если ударить достаточно сильно молотком по шляпке гвоздя, он может деформироваться, потерять свою обычную форму. Но она так и останется шляпкой гвоздя. Или же, при включении электролампы в сеть, вольфрамовая нить внутри неё начнёт греться и светиться. Однако вещество, из которого нить сделана, так и останется прежним вольфрамом. Описание физических процессов и явлений происходит через физические формулы, решение физических задач.
Признаки физических явлений
- Тепловые - изменяется температура тел, изменяется агрегатное состояние вещества, тепло переходит от одного тела к другому.
- Механические - тела движутся и взаимодействуют, при этом изменяется их скорость, могут измениться форма и размеры тела.
- Звуковые - мы воспринимаем их органом слуха, но практически все знают, что существует ультразвук, с помощью него общаются, напрмер, дельфины.
- Световые - мы воспринимаем их органом зрения.
- Магнитные и электрические - мы не можем воспринимать их органами чувств, но обнаруживаем по воздействию на другие тела и используем в повседневной жизни.
- Ядерные - радиация, процессы при работе атомного реактора или взрыве атомной бомбы.
- Действие всемирного тяготения - камни падают на Землю, Солнце удерживает около себя целую семью планет.
Признаки химических явлений
Появление запаха, изменение цвета вещества, появление осадка, выделение газа или резкое изменение температуры при смешивании прозрачных жидкостей.
Признаки химических реакций
Во время физических явлений не изменяется состав вещества (например, переход из одного агрегатного состояния в другое). В процессе химических реакций образуются новые вещества (горение древесины)
Признаки: изменение цвета, выделение света, тепла, выпадение осадка, выделение газа
Примеры физических явлений
Плавление свечи - изменение состояния, глажка белья - деформация, таяние льда - изменение состояния.
Еще пример - ударим по гвоздю, расплющим его. Что мы наблюдаем: изменилась форма, выделилась теплота, состав вещества остался прежний.
В стакан с чаем насыпаем сахар - сахар твёрдое вещество, кристаллического строения, растворяется в воде и принимает агрегатное состояние воды.
Берём в фарфоровую чашку кусочек парафина, наблюдаем - парафин твердое белое вещество. Нагреваем - парафин плавится, становится жидким. Состав остается прежним.
Шаровая молния, кипение воды, падение камня. Измельчение бумаги, изгибание медной проволоки. Распространение запахов в воздухе. Выветривание горных пород.
Примеры химических явлений
Скисание молока, сгорание дерева, коррозия металла, порча продуктов, взаимодействие соды и уксуса, пожелтение листьев
Можно сказать, что ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ это все происходящее на уровне природы: трение и т.д. ХИМИЧЕСКИЕ же, это всё происходящее на молекулярном и клеточном уровнях, к примеру, расщепление, растворение и т.д.
Химические явления и их польза в быту
Гниение как естественное химическое явление. Задумывались ли вы над тем, почему в густом лесу мы не тонем в опавшей листве и куда в природе исчезают старые деревья, плоды, засохшая трава? Действительно, есть над чем задуматься и поучиться у природы, чтобы не иметь мороки с мусором.
Оказывается, при благоприятных условиях отмершие остатки растений и животных перегнивают. Гниением называется естественное химическое явление, во время которого органические вещества, преимущественно белки, превращаются в другие органические, а также неорганические вещества. Вследствие этого почва обогащается питательными веществами (перегноем, или гумусом). Гниению способствуют влажность, бактерии, ограниченный доступ воздуха. Признаком этого природного химического явления является выделение тепла.
Вследствие гниения образуются простые вещества, они попадают в почву, воду, воздух и снова поглощаются растениями и участвуют в образовании новых органических веществ.
Благодаря гниению не накапливаются отмершие остатки организмов, а почва обогащается перегноем.
Это важно в природе химическое явление в быту не всегда желательно, так как через него продукты питания становятся непригодными к употреблению. Способами, препятствующими гниению органических веществ пищи, является консервирование, варка, соление, замораживание.
В природе происходит множество химических явлений.
Так, в растениях из углекислого газа и воды образуются органические вещества и необходимый для жизни кислород. Благодаря химическим явлениям организм животных и человека получает все необходимые для роста и развития вещества.
Химические явления научились осуществлять в лабораториях и на заводах. Прежде всего следует назвать производство металлов, каучука и резины, пластмасс, покрытий для крыш и полов, цемента, удобрений для растений, пищевых добавок для животных. Каждое из этих производств человек осваивал в разные времена. Изучая историю, вы узнаете о бронзовом и железном веках. Названия подтверждают важность освоенных людьми химических явлений, благодаря которым удалось заменить каменное копье, деревянную борону металлическими орудиями.
Химические явления в доме есть, и очень много, вы можете увидеть их даже на кухне. Например, заваривание чая, когда вы нагреваете чайник, он меняет свои свойства, в результате и меняется температура воды, состав воды, она преобретает другой вкус и цвет. Если мы в этот же чай насыпем сахар, в результате мы получим раствор. На той же кухне мы можем наблюдать и накипь на чайнике, это тоже химическое явление. Или добавление соды в уксус.
Почему изменение агрегатного состояния вещества не является химической реакцией?
Изменение агрегатного состояния вещества нельзя отнести к химическим явлениям, т.к. происходит изменение только физического состояния вещества, но не химических свойств. К примеру, берем воду, формула которой Н2О, замораживаем. После заморозки образуется лед, но это по прежнему H2O. Разморозили лед, образуется вновь вода.
Еще пример - горение метана (бытовой газ). В результате его сгорания образуются углекислый газ и вода CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O, налицо химическое явление.
Выпишите только химические явления: испарение воды, горение угля, прокисание продуктов, закипание молока, таяние снега, растворение сахара, выпаривание соли, растворение уксуса в воде, протухание яиц, горение бытового газа, подгорание еды на сковороде, прокисание (брожение) яблочного сока, ржавление железа, образование слоя сахара на варенье, ковка железа, образование инея, замерзание воды, горение древесины, выпекание хлеба из муки, схватывание цемента, плавление сахара, образование облаков, загнивание мяса, прожигание ткани кислотой, получение масла из семечек, испарение летучих веществ, выпадение града, выделение пузырьков газа из кипящей воды.
Горение угля, прокисания продуктов, протухание яиц, горение бытового газа, подгорание еды на сковороде, прокисание (брожение) яблочного сока, ржавение железа, загнивание мяса, горение древесины, выпекание хлеба из муки, схватывание цемента, прожигание ткани кислотой, выделение пузырьков газа из кипящей воды.
Примеры физических и химических явлений
Бумага.
Физические явления: измельчение бумаги...
Химические явления: горение бумаги;
Молоко.
физические явления: нагревание молока;
химические явления: скисание молока
Железная проволока.
Физические явления: изгибание проволоки;
химические явления: ржавление проволоки
Фотосинтез - процесс, во время которого растения поглощают углекислый газ из атмосферы и под воздействием солнечного света вырабатывают кислород. Этим кислородом мы и дышим. Дыхание, наше с вами в том числе, – это тоже химическое явление. Мы вдыхаем выработанный растениями кислород, а выдыхаем углекислый газ.
Горение тоже происходит при участии кислорода. В результате древесина (и другое твердое топливо) превращается в золу, а это вещество с совершенно другим составом и свойствами. Кроме того, в процессе горения выделяется большое количество теплоты и света, а также газа.
Производство самогона. Дрожжи и сахар бродят. В растворе образуется спирт. Это химическое явление.
Потом этот раствор нагревают, спирт испаряется, проходит через трубочку в бочке с водой, охлаждается и конденсируется (это физическое явление, потому что не происходит превращения одного вещества в другое).
Отбеливание - химическое явление. В некоторых отбеливателях присутствует хлор, специально потому что соединения хлора, как правило имеют белый цвет. Посторонние вещества (грязь) окисляются хлором и становятся белыми.
Нейтрализация - химическое явление. В тесто, замешанное на прокисшем молоке или кефире, добавляют соду. Она вступает в реакцию с молочной кислотой. Выделяется газ, который делает тесто воздушным за счет пузырьков, и выпечка получается более пышная.
Из приведённого ниже перечня веществ выпишите в 2 столбика физические и химические явления: испарение воды, гниение листьев, образование облаков, ржавление железа, свечение нити накаливания в электролампочке, подгорание пищи на раскалённой сковородке, протухание яйца, горение бенгальских огней, растворение сахара, горение спички, процесс пищеварения у человека, получение из графита алмазов, процесс дыхания у животных, таяние ледников.
Физические явления: испарение воды, таяние ледников, получение из графита алмазов, образование облаков, свечение нити накаливания в электролампочке, растворение сахара.
Химические явления - гниение листьев, ржавление железа, протухание яйца, подгорание пищи на раскалённой сковородке, горение спички, процесс дыхания, горение бенгальских огней.
Все ли химические явления сопровождаются изменением окраски?
Не все химические реакции приводят к изменению окраски. Например, большинство реакций, где все вещества газообразные, не сопровождаются изменением окраски (был прозрачный - стал прозрачный)
Истории известны случаи, когда химические явления, законы и химические вещества были открыты несколькими учеными независимо друг от друга. Приведите примеры открытых таким образом явлений.
Очень давно какой-то купец случайно оставил кусочек каучука на песке. Рядом оказалась сера. Каучук прореагировал с серой и его свойства изменились, а именно он стал тверже (получилась резина). После этого открытия купец значительно разбогател.
Какие явления из перечисленных ниже относятся к физическим, а какие – к химическим: а) образование инея на деревьях; б) испарение этилового спирта; в) горение свечи; г) вытягивание медной проволоки; д) пожелтение листвы деревьев; е) плавление алюминия; ж) таяние снега; з) прогоркание масла; и) взрыв петарды; к) кристаллизация соли; л) отбеливание ткани; м) ржавление лезвия ножа; н) очистка лезвия ножа от ржавчины наждачной бумагой? По каким признакам вы отличили химические явления?
Физические явления - а) образование инея на деревьях - конденсация водяных паров; б) испарение этилового спирта - переход из жидкого состояния в газообразное; г) вытягивание медной проволоки - изменение формы; е) плавление алюминия - переход из твердого состояния в жидкое; ж) таяние снега - переход из твердого состояния в жидкое; к) кристаллизация соли - диффузные процессы; л) отбеливание ткани - ткань остается тканью; н) очистка лезвия ножа от ржавчины наждачной бумагой - лезвие ножа становится таким же, как до появления на нем ржавчины.
Химические явления - в) горение свечи - образуется углекислый газ и вода; д) пожелтение листвы деревьев - из хлоропластов образуются хромопласты; з) прогоркание масла - происходит окисление масла; и) взрыв петарды - образуется газ; м) ржавление лезвия ножа - образуется оксид железа.
Из перечисленных явлений выберите химические и физические: а) сжижение кислорода; б) появление в воздухе приятного свежего запаха после грозы; в) испарение спирта; г) горение бензина; д) поднятие дрожжевого теста; е) растворение сахара
а) Сжижение кислорода - химическое явление.
б) Появление в воздухе приятного свежего запаха после грозы - химическое явление, т.к. О2 => (под действием электричества) О3,
в) Испарение спирта - физическое, т.к. переход из одного агрегатного состояния в другое.
г) Горение бензина - химическое явление, т.к. связь при горении с О2
д) Поднятие дрожжевого теста - химическое явление.
е) Растворение сахара - физическое явление. Это диффузия - проникновение молекул одного вещества между молекулами другого.
Как объяснить физические и химические явления с точки зрения атомно-молекулярного учения?
Физические и химические явления получают объяснение с позиций атомно-молекулярного учения. Так, например, процесс диффузии объясняется способность молекул (атомов, частиц) одного вещества проникать между молекулами (атомами, частицами) другого вещества. Это происходит потому, что молекулы (атомы, частицы) находятся в непрерывном движении и между ними имеются промежутки. Сущность химических реакций заключается в разрушении химических связей между атомами одних веществ и в перегруппировке атомов с образованием других веществ.
Какие физические и химические явления наблюдаются при горении свечи?
При горении свечи мы наблюдаем ряд процессов, как физической, так и химической природы.
1. Физические процессы - свет, выделение теплоты (хотя теплоту можно отнести и к химическим процессам). Еще - плавление воска или парафина. При нагревании воск, парафин становится жидким, эта жидкость пропитывает фитиль. При пропитывании жидким воском фитиля имеет место очень интересный "капиллярный эффект", который позволяет жидкости подниматься вверх относительно своего уровня по тоненьким "трубкам" - капиллярам (кстати, этот же эффект виноват в том факте, что пятна "расползаются" по различным тканям). Также наблюдается конвекция - движение воздуха: нагретый пламенем свечи воздух расширяется и поднимается вверх, его место занимают более холодные воздушные массы; они нагреваются и поднимаются вверх и т.д.
2. Химические процессы - в основном это горение. Окисление парафина или воска кислородом воздуха с образованием углекислого газа и воды. Как правило, воск сгорает не полностью, образуется еще сажа, угарный газ и прочее. Также - горение фитиля. И, наконец, выделение теплоты - тоже вполне химический процесс (теплота ведь выделяется за счет химической реакции горения).
Где древние впервые стали использовать химические вещества и химические явления?
Отдельные химические процессы (получение металлов из руд, крашение тканей и др.) использовались еще на заре становления человеческой цивилизации. Позже, в III—IV вв. зародилась алхимия, задачей которой было превращение неблагородных металлов в благородные (золото, серебро).
Начиная с эпохи Возрождения химические исследования все в большей мере стали использовать для практических целей (металлургия, стеклоделие, керамика, получение красок и т.д.).
