Χημική και φυσική μεταβολή — πώς να ξεχωρίσετε τη διαφορά

Η διαφορά ανάμεσα στη χημική και τη φυσική μεταβολή συνοψίζεται σε ένα κριτήριο: η ίδια η ουσία παρέμεινε ίδια ή σχηματίστηκαν νέες ουσίες; Μια φυσική μεταβολή επηρεάζει τη μορφή, την κατάσταση ή την εμφάνιση χωρίς να αλλάζει η χημική ταυτότητα. Μια χημική μεταβολή αλλάζει τη σύσταση και παράγει μία ή περισσότερες νέες ουσίες.

Το λιώσιμο, η πήξη, η κοπή και η σύνθλιψη είναι συνήθως φυσικές μεταβολές. Η καύση και η σκουριά είναι χημικές μεταβολές, επειδή το υλικό δεν παραμένει χημικά το ίδιο. Το βασικό ερώτημα δεν είναι «φαίνεται διαφορετικό;» Είναι «άλλαξε η χημική ταυτότητα;»

Τι θεωρείται φυσική μεταβολή

Σε μια φυσική μεταβολή, η ουσία παραμένει ίδια σε χημικό επίπεδο. Μπορεί να αλλάξει η κατάσταση, το μέγεθος, το σχήμα ή η εμφάνισή της, αλλά η σύστασή της δεν αλλάζει.

Το λιώσιμο του πάγου σε υγρό νερό είναι το κλασικό παράδειγμα. Το δείγμα αλλάζει από στερεό σε υγρό, αλλά παραμένει $H_2O$.

Τι θεωρείται χημική μεταβολή

Μια χημική μεταβολή συμβαίνει όταν ουσίες μετατρέπονται σε διαφορετικές ουσίες. Με όρους χημείας, δεσμοί σπάζουν, σχηματίζονται ή αναδιατάσσονται, ώστε να αλλάζει η σύσταση.

Η σκουριά είναι ένα συνηθισμένο παράδειγμα. Ο σίδηρος δεν αλλάζει απλώς σχήμα ή κατάσταση. Παρουσία οξυγόνου, και συχνά νερού, μπορεί να αντιδράσει και να σχηματίσει οξείδια του σιδήρου, τα οποία είναι χημικά διαφορετικά από το αρχικό μέταλλο.

Το καλύτερο κριτήριο: Σχηματίστηκαν νέες ουσίες;

Το πιο αξιόπιστο κριτήριο είναι αν σχηματίστηκαν νέες ουσίες. Αν η απάντηση είναι ναι, η μεταβολή είναι χημική. Αν η ουσία παρέμεινε ίδια και άλλαξε μόνο η μορφή της, η μεταβολή είναι φυσική.

Οι συνηθισμένες ενδείξεις μπορούν να βοηθήσουν, αλλά από μόνες τους δεν αποτελούν απόδειξη:

• μπορεί να παραχθεί αέριο
• μπορεί να εκλυθεί ή να απορροφηθεί θερμότητα ή φως
• μπορεί να αλλάξει το χρώμα
• μπορεί να σχηματιστεί στερεό από διαλύματα

Γιατί αυτή η προειδοποίηση; Μια αλλαγή χρώματος από μόνη της δεν αποδεικνύει χημική μεταβολή, και μια φυσική μεταβολή μπορεί επίσης να περιλαμβάνει ενέργεια. Όταν μια ένδειξη φαίνεται αμφίσημη, επιστρέψτε στη σύσταση.

Επεξεργασμένο παράδειγμα: Ένα κερί κάνει και τα δύο

Ένα κερί είναι από τα καλύτερα παραδείγματα, επειδή δείχνει και τα δύο είδη μεταβολής σε ένα οικείο αντικείμενο.

Όταν το κερί είναι αναμμένο, το στερεό κερί κοντά στη φλόγα λιώνει και γίνεται υγρό κερί. Αυτό το μέρος είναι φυσική μεταβολή. Το κερί άλλαξε κατάσταση, αλλά δεν έγινε διαφορετική ουσία μόνο και μόνο επειδή έλιωσε.

Στη φλόγα, η κατάσταση είναι διαφορετική. Το κερί που έχει εξατμιστεί μπορεί να καεί παρουσία οξυγόνου. Αυτό είναι χημική μεταβολή, επειδή η καύση σχηματίζει νέες ουσίες όπως διοξείδιο του άνθρακα και νερό.

Άρα η σωστή ερμηνεία δεν είναι «ένα κερί είναι φυσικό» ή «ένα κερί είναι χημικό». Ένα κερί που καίγεται περιλαμβάνει και τα δύο:

• το λιώσιμο του κεριού είναι φυσική μεταβολή
• η καύση των ατμών του κεριού είναι χημική μεταβολή

Αυτό το παράδειγμα έχει σημασία, επειδή οι πραγματικές διαδικασίες δεν χωρίζονται πάντα καθαρά σε μία μόνο κατηγορία.

Συνηθισμένα λάθη όταν προσπαθείτε να τα ξεχωρίσετε

Να νομίζετε ότι κάθε ορατή αλλαγή είναι χημική

Μια ουσία μπορεί να αλλάξει μέγεθος, σχήμα ή κατάσταση και να παραμένει η ίδια ουσία. Το λιώσιμο και η κοπή δεν σημαίνουν αυτόματα ότι έγινε χημική αντίδραση.

Να χρησιμοποιείτε μία ένδειξη ως απόδειξη

Η θερμότητα, οι φυσαλίδες, η οσμή ή η αλλαγή χρώματος μπορεί να υποδηλώνουν χημική μεταβολή, αλλά δεν αποτελούν καθολική απόδειξη από μόνες τους. Πρέπει και πάλι να ρωτήσετε αν σχηματίστηκαν νέες ουσίες κάτω από αυτές τις συνθήκες.

Να ξεχνάτε ότι μια διαδικασία μπορεί να περιλαμβάνει και τα δύο

Πολλοί μαθητές προσπαθούν να χαρακτηρίσουν μια ολόκληρη κατάσταση με μία λέξη. Στην πράξη, ένα μέρος μπορεί να είναι φυσικό και ένα άλλο χημικό, όπως συμβαίνει με το κερί.

Να θεωρείτε ότι η διάλυση είναι πάντα χημική

Η διάλυση είναι συχνά φυσική μεταβολή, όπως όταν η ζάχαρη διαλύεται στο νερό, επειδή τα μόρια της ζάχαρης παραμένουν μόρια ζάχαρης. Όμως πρέπει και πάλι να εξετάζετε την πραγματική διαδικασία και τις ουσίες που εμπλέκονται, αντί να απομνημονεύετε έναν γενικό κανόνα.

Πότε έχει σημασία η διαφορά

Αυτή η διάκριση έχει σημασία στα πρώτα στάδια της χημείας, επειδή στηρίζει μεταγενέστερα θέματα όπως οι καταστάσεις της ύλης, οι χημικές αντιδράσεις, οι ενεργειακές μεταβολές και η διατήρηση της ύλης. Έχει επίσης σημασία στην καθημερινή ζωή, όταν αναρωτιέστε αν ένα υλικό απλώς άλλαξε σχήμα ή αν πράγματι αντέδρασε.

Στο εργαστήριο, αυτή η διάκριση σας βοηθά να περιγράφετε τις παρατηρήσεις με μεγαλύτερη ακρίβεια. Το «έλιωσε» και το «αντέδρασε» δεν είναι ο ίδιος ισχυρισμός.

Δοκιμάστε μια παρόμοια περίπτωση

Δοκιμάστε τη δική σας εκδοχή με πάγο που λιώνει, χαρτί που σκίζεται και σίδηρο που σκουριάζει. Για καθεμία, χρησιμοποιήστε το ίδιο κριτήριο: η χημική ταυτότητα παρέμεινε ίδια ή σχηματίστηκαν νέες ουσίες; Αν θέλετε να προχωρήσετε ένα βήμα παραπέρα, εξερευνήστε τις χημικές αντιδράσεις και εφαρμόστε εκεί την ίδια ιδέα.