Typy zmian fizycznych i ich cechy, przykłady



The zmiany fizyczne są tymi, w których obserwuje się zmianę materii, bez konieczności modyfikowania jej natury; to znaczy bez przerw lub tworzenia wiązań chemicznych. Dlatego, zakładając substancję A, musi ona mieć takie same właściwości chemiczne przed zmianą fizyczną i po niej.

Bez zmian fizycznych nie byłoby różnych form, które mogą zdobyć niektóre obiekty; świat byłby statycznym i znormalizowanym miejscem. Aby zaistnieć, konieczne jest działanie energii na materię, zarówno w trybie ciepła, promieniowania, jak i ciśnienia; ciśnienie, które można wywierać mechanicznie własnymi rękami.

Na przykład, w warsztacie stolarskim można obserwować fizyczne zmiany, którym podlega drewno. Piły, szczotki, wyżłobienia i dziury, gwoździe itp. Są niezbędnymi elementami, dzięki czemu drewno, z bloku i technikami stolarskimi, może zostać przekształcone w dzieło sztuki; jak mebel, kratownica lub rzeźbione pudełko.

Jeśli drewno jest uważane za substancję A, zasadniczo nie ulega żadnej przemianie chemicznej po zakończeniu mebli (nawet jeśli jego powierzchnia jest poddana obróbce chemicznej). Jeśli ten mebel zostanie sproszkowany na garść trocin, cząsteczki drewna pozostaną niezmienione.

Praktycznie cząsteczka celulozy drzewa, z którego wyrzeźbiono drewno, nie zmienia swojej struktury w tym całym procesie.

Gdyby mebel płonął w płomieniach, jego cząsteczki reagowałyby z tlenem w powietrzu, rozkładając się na węgiel i wodę. W tej sytuacji nastąpiłaby zmiana chemiczna, ponieważ po spaleniu właściwości odpadów różniłyby się od właściwości mebli.

Indeks

  • 1 Rodzaje zmian chemicznych i ich właściwości
    • 1.1 Nieodwracalne
    • 1.2 Rewersy
  • 2 Przykłady zmian fizycznych
    • 2.1 W kuchni
    • 2.2 Nadmuchiwane zamki
    • 2.3 Rzemiosło szklane
    • 2.4 Cięcie diamentowe i fasetowanie minerałów
    • 2.5 Rozwiązanie
    • 2.6 Krystalizacja
    • 2.7 Światła neonowe
    • 2.8 Fosforescencja
  • 3 referencje

Rodzaje zmian chemicznych i ich charakterystyka

Nieodwracalne

Drewno z poprzedniego przykładu może podlegać fizycznym zmianom w odniesieniu do jego wielkości. Może być laminowany, cięty, krawędziowany itp., Ale nigdy nie powinien zwiększać objętości. W tym sensie drewno może zwiększyć swój obszar, ale nie jego objętość; a wręcz przeciwnie, stale zmniejsza się podczas pracy w warsztacie.

Po przecięciu nie można go ponownie ukształtować, ponieważ drewno nie jest materiałem elastycznym; innymi słowy, cierpi na nieodwracalne zmiany fizyczne.

W tego typu zmianach materia, choć nie reaguje, nie może powrócić do stanu początkowego.

Innym bardziej kolorowym przykładem jest gra z żółtą plasteliną i inną niebieskawą. Zagniatając je razem i nadając im kształt kuli, ich kolor staje się zielonkawy. Nawet gdybyś miał formę, aby przywrócić im pierwotny kształt, miałbyś dwa zielone paski; niebieski i żółty nie mogły być już rozdzielone.

Oprócz tych dwóch przykładów można również rozważyć dmuchanie baniek. Im więcej wieje, tym większa ich objętość; ale po zwolnieniu nie można wydobywać powietrza, aby zmniejszyć ich rozmiary.

Odwracalne

Chociaż nie kładzie się nacisku na prawidłowe ich opisywanie, wszystkie zmiany stanu materii są odwracalnymi zmianami fizycznymi. Zależą one od ciśnienia i temperatury, a także sił, które wiążą cząstki.

Na przykład w skrzyni z lodem kostka lodu może się stopić, jeśli zostanie pozostawiona na zewnątrz zamrażarki. Po chwili płynna woda zastępuje lód w małej komorze. Jeśli ta sama chłodnica zostanie zwrócona do zamrażarki, płynna woda straci temperaturę do zamrożenia i ponownie stanie się kostką lodu.

Zjawisko to jest odwracalne, ponieważ występuje absorpcja i uwalnianie ciepła przez wodę. Dzieje się tak bez względu na to, gdzie przechowywana jest woda lub lód.

Główną cechą i różnicą między odwracalną i nieodwracalną zmianą fizyczną jest to, że w pierwszej rozważana jest sama substancja (woda); podczas gdy w drugim rozważany jest wygląd fizyczny materiału (drewno, a nie celulozy i inne polimery). Jednak w obu przypadkach natura chemiczna pozostaje stała.

Czasami różnica między tymi typami nie jest jasna i wygodnie jest w takich przypadkach nie klasyfikować zmian fizycznych i traktować ich jako jedno.

Przykłady zmian fizycznych

W kuchni

W kuchni występują niezliczone zmiany fizyczne. Przygotowanie sałatki jest nimi nasycone. Pomidory i warzywa są siekane w dogodny sposób, nieodwracalnie modyfikując ich początkowe formy. Jeśli do tej sałatki dodaje się chleb, jest cięty na plasterki lub kawałki z bochenka chłopskiego i masowany.

Namaszczenie chleba masłem jest zmianą fizyczną, ponieważ zmienia się jego smak, ale molekularnie pozostaje niezmieniony. Jeśli inny chleb jest opiekany, nabędzie twardość, smak i intensywniejsze kolory. Tym razem mówi się, że nastąpiła zmiana chemiczna, ponieważ nie ma znaczenia, czy tostek się ochłodzi, czy nie: nigdy nie odzyska swoich początkowych właściwości.

Produkty homogenizowane w mikserze reprezentują również przykłady zmian fizycznych.

Po stronie słodkiej, gdy topi się czekoladę, obserwuje się, że przechodzi ze stanu stałego do stanu ciekłego. Przygotowanie syropów lub słodyczy, które nie wymagają użycia ciepła, również wchodzi w tego rodzaju zmiany materii.

Nadmuchiwane zamki

Na placu zabaw we wczesnych godzinach wieczornych, na podłodze znajdują się płótna, obojętne. Po kilku godzinach są one nakładane jako zamek o wielu kolorach, w którym dzieci skaczą do środka.

Ta nagła zmiana objętości wynika z ogromnej masy powietrza wdmuchiwanego do środka. Zamknięty park, zamek jest opróżniony i ocalony; dlatego jest to odwracalna zmiana fizyczna.

Szklane rzemiosło

Szkło w wysokich temperaturach topi się i może odkształcać się swobodnie, aby nadać mu dowolny kształt. Na przykład na górnym obrazie widać, jak kształtują szklanego konia. Gdy szklista pasta ostygnie, utwardzi się i ozdoba zostanie ukończona.

Proces ten jest odwracalny, ponieważ poprzez zastosowanie go ponownie można nadać nowe formy. Tą techniką wytwarza się wiele szklanych ornamentów, znanych jako dmuchanie szkła.

Diamentowa rzeźba i fasetowanie minerałów

Podczas rzeźbienia diament jest poddawany ciągłym zmianom fizycznym w celu zwiększenia powierzchni odbijającej światło. Ten proces jest nieodwracalny i nadaje surowym diamentom dodatkową i wygórowaną wartość ekonomiczną.

Również w naturze widać, jak minerały przyjmują bardziej krystaliczne struktury; to znaczy, że stoją naprzeciw siebie przez lata.

Składa się z fizycznej zmiany wynikającej z przegrupowania jonów, które tworzą kryształy. Wspinając się na górę, na przykład, można znaleźć kamienie kwarcowe bardziej fasetowane niż inne.

Rozwiązanie

Gdy rozpuszczalna jest substancja stała rozpuszczalna w wodzie, taka jak sól lub cukier, otrzymuje się odpowiednio roztwór o słonym lub słodkim smaku. Chociaż obie substancje stałe „znikają” w wodzie, a ta druga ulega zmianie w swoim smaku lub przewodności, nie zachodzi reakcja między substancją rozpuszczoną a rozpuszczalnikiem.

Sól (zwykle chlorek sodu) składa się z jonów Na+ i Cl-. W wodzie jony te są solwatowane przez cząsteczki wody; ale jony nie doświadczają żadnej redukcji ani utleniania.

To samo dzieje się z cząsteczkami sacharozy cukrowej i fruktozy, które nie zrywają żadnych wiązań chemicznych, gdy oddziałują z wodą.

Krystalizacja

Określenie krystalizacja odnosi się tutaj do powolnego tworzenia ciała stałego w ciekłym ośrodku. Wracając do przykładu cukru, gdy jego nasycony roztwór jest podgrzewany do wrzenia, a następnie spoczywa, cząsteczki sacharozy i fruktozy otrzymują wystarczająco dużo czasu, aby odpowiednio uporządkować, a tym samym utworzyć większe kryształy.

Ten proces jest odwracalny, jeśli ciepło zostanie ponownie dostarczone. W rzeczywistości jest to technika szeroko stosowana do oczyszczania skrystalizowanych substancji zanieczyszczeń obecnych w ośrodku.

Neony

W świetle neonów gazy (między dwutlenkiem węgla, neonami i innymi gazami szlachetnymi) są ogrzewane przez wyładowanie elektryczne. Cząsteczki gazu są wzbudzane i przechodzą przejścia elektroniczne, które pochłaniają i emitują promieniowanie, podczas gdy prąd elektryczny przechodzi przez gaz pod niskim ciśnieniem.

Chociaż gazy ulegają jonizacji, reakcja jest odwracalna i praktycznie powraca do stanu początkowego bez tworzenia produktów. Światło neonowe jest wyłącznie czerwone, ale w kulturze popularnej gaz ten jest nieprawidłowo przypisany do wszystkich świateł wytwarzanych tą metodą, niezależnie od koloru lub intensywności.

Fosforescencja

W tym momencie można wytłumaczyć, czy fosforescencja jest bardziej związana ze zmianą fizyczną czy chemiczną.

W tym przypadku emisja światła jest wolniejsza po absorpcji promieniowania wysokoenergetycznego, takiego jak ultrafiolet. Kolory są produktem tej emisji światła ze względu na przejścia elektroniczne w cząsteczkach tworzących ornament (górny obraz).

Z jednej strony światło oddziałuje chemicznie z cząsteczką przez ekscytowanie jej elektronów; z drugiej strony, gdy światło jest emitowane w ciemności, cząsteczka nie wykazuje żadnego pęknięcia swoich wiązań, czego oczekuje się od wszelkich fizycznych oddziaływań.

Mówi się wtedy o odwracalnej zmianie fizykochemicznej, ponieważ jeśli ozdoby zostaną umieszczone w słońcu, ponownie wchłaniają promieniowanie ultrafioletowe, które następnie uwalnia się w ciemności powoli iz mniejszą energią.

Referencje

  1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (31 grudnia 2018 r.). Przykłady zmian fizycznych. Źródło: thinkco.com
  2. Roberts, Calia. (11 maja 2018 r.). 10 rodzajów zmian fizycznych. Nauka. Źródło: sciencing.com
  3. Wikipedia. (2017). Zmiany fizyczne. Źródło: en.wikipedia.org
  4. Clackamas Community College. (2002). Rozróżnienie między zmianami chemicznymi i fizycznymi. Źródło: dl.clackamas.edu
  5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemia (8 wyd.). CENGAGE Learning.
  6. Autor: Surbhi S. (7 października 2016 r.). Różnica między zmianą fizyczną a zmianą chemiczną. Źródło: keydifferences.com