Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Запорожская общеобразовательная школа І-ІІІ ступеней № 90

Химические явления в повседневной жизни и быту

Ученик 7-А класса

Дмитрий Балуев

Введение

химический реакция топливо окисление

Окружающий нас мир, при всём его богатстве и многообразии, живёт по законам, которые достаточно легко объяснить с помощью таких наук, как физика и химия. И даже в основе жизнедеятельности такого сложного организма, как человек, лежит не что иное, как химические явления и процессы.

Наверняка, вы не раз замечали что-нибудь вроде того, как мамино серебряное кольцо со временем темнеет. Или как ржавеет гвоздь. Или как сгорают до золы деревянные поленья. Но даже если ваша мама не любит серебро, а в походы вы никогда не ходили, уж как заваривается чайный пакетик в чашке видели точно.

Что общего у всех этих примеров? А то, что все они относятся к химическим явлениям.

Итак, самые распространение примеры химических явлений в жизни и быту:

ржавление гвоздя

сгорание топлива

выпадение осадка

брожение виноградного сока

гниение бумаги

синтез духов

потемнение серебряной сережки

появление зеленого налета на бронзе

образование накипи в котлах

гашение соды уксусом

протухание мяса

горение бумаги

Хотите подробностей? Элементарный пример - чайник, поставленный на огонь. Через некоторое время вода начнёт нагреваться, затем закипать. Мы услышим характерное шипение, из горлышка чайника будут вылетать струйки пара. Откуда он взялся, ведь в посуде его изначально не было! Да, но вода, при определённой температуре, начинает превращаться в газ, меняет своё физическое состояние из жидкого на газообразное. Т.е. она осталась всё той же водой, только теперь в виде пара. Это физическое явление.

А химические явления мы увидим, если опустим в кипяток пакетик с чайной заваркой. Вода в стакане или другом сосуде окрасится в красно-коричневый цвет. Произойдёт химическая реакция: под воздействием тепла чаинки начнут запариваться, выделяя цветовые пигменты и вкусовые свойства, присущие этому растению. У нас получится новое вещество - напиток со специфическими, свойственными только ему качественными характеристиками. Если туда же добавим несколько ложек сахара, он растворится (физическая реакция), а чай станет сладким (реакция химическая). Таким образом, физические и химические явления часто связаны и взаимозависимы. К примеру, если тот же чайный пакетик поместить в холодную воду, реакции не произойдёт, чаинки и вода не будут взаимодействовать, да и сахар растворяться тоже не пожелает.

Таким образом, химические явления - это такие, при которых одни вещества превращаются в другие (вода в чай, вода в сироп, дрова в золу и т.д.) Иначе химическое явление называется химической реакцией.

О том, происходят ли химические явления, мы можем судить по некоторым признакам и изменениям, которые наблюдаются у того или иного тела или вещества. Так, большинство химических реакций сопровождается следующими «опознавательными знаками»:

в результате или при протекании таковой выпадает осадок;

происходит изменение цвета вещества;

может выделяться газ, например, угарный при горении;

происходит поглощение или, наоборот, выделение теплоты;

возможно излучение света.

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.

Но давайте разберем еще несколько примеров. Ведь все мы понимаем, что химия происходит не только в пробирках в школьной лаборатории.

1. Химические явления в быту

К ним относятся те, что можно наблюдать в повседневной жизни современного человека. Некоторые из них совсем простые и очевидные, любой может наблюдать их на своей кухне, как пример с завариванием чая.

На примере крепкой (концентрированной) чайной заварки можете самостоятельно провести и еще один опыт: осветлить чай при помощи дольки лимона. Из-за кислот, содержащихся в лимонном соке, жидкость еще раз изменит свой состав.

Какие еще явления вы можете наблюдать в быту? Например, к химическим явлениям относится процесс сгорания топлива в двигателе.

Если упростить, реакцию сгорания топлива в двигателе можно описать так: кислород + топливо = вода + углекислый газ.

Вообще в камере двигателя внутреннего сгорания происходит несколько реакций, в которых задействованы топливо (углеводороды), воздух и искра зажигания. А точнее, не просто топливо - топливно-воздушная смесь из углеводородов, кислорода, азота. Перед зажиганием смесь сжимается и нагревается.

Сгорание смеси происходит в доли секунды, в итоге связь между атомами водорода и углерода разрушается. Благодаря этому высвобождается большое количество энергии, которая приводит в движение поршень, а тот - коленчатый вал.

В дальнейшем атомы водорода и углерода соединяются с атомами кислорода, образуется вода и углекислый газ.

В идеале реакция полного сгорания топлива должна выглядеть так: CnH2n+2 + (1,5n+0,5)O2 = nCO2 + (n+1)H2O. В реальности же двигатели внутреннего сгорания не настолько эффективны. Предположим, если кислорода при реакции не хватает незначительно, в результате реакции образуется СО. А при большей нехватке кислорода образуется сажа (С).

Образование налета на металлах в результате окисления (ржавчина на железе, патина на меди, потемнение серебра) - тоже из категории бытовых химических явлений.

Возьмем железо для примера. Ржавление (окисление) происходит под воздействием влаги (влажность воздуха, прямой контакт с водой). Результатом этого процесса становится гидроксид железа Fe2O3 (точнее, Fe2O3 * H2O). Вы можете увидеть его в виде рыхлого, шероховатого, оранжевого или красно- коричневого налета на поверхности металлических изделий.

Другим примером может послужить зеленый налет (патина) на поверхности изделий из меди и бронзы. Он образуется со временем под воздействием атмосферного кислорода и влажности: 2Cu + O2 + H2O + CO2 = Cu2CO5H2 (или CuCO3 * Cu(OH)2). Полученный в итоге основной карбонат меди встречается и в природе - в виде минерала малахита.

И еще один пример медленной окислительной реакции металла в бытовых условиях - это образование темного налета сульфида серебра Ag2S на поверхности серебряных изделий: украшений, столовых приборов и т.п.

«Ответственность» за его возникновение несут частички серы, которые в виде сероводорода присутствуют в воздухе, которым мы с вами дышим. Потемнеть серебро может и при контакте с серосодержащими пищевыми продуктами (яйцами, например). Реакция же выглядит так: 4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O.

Вернемся на кухню. Здесь можно рассмотреть еще несколько любопытных химических явлений: образование накипи в чайнике одно из них.

В бытовых условиях нет химически чистой воды, в ней всегда в различной концентрации растворены соли металлов и другие вещества. Если вода насыщена солями кальция и магния (гидрокарбонатами), ее называют жесткой. Чем выше концентрация солей, тем более жесткой является вода.

Когда такая вода нагревается, эти соли подвергаются разложению на углекислый газ и нерастворимый осадок (СаСО3 иMgСО3). Эти твердые отложения вы и можете наблюдать, заглянув в чайник (а также взглянув на нагревательные элементы стиральных и посудомоечных машинок, утюгов).

Кроме кальция и магния (из которых получается карбонатная накипь), в воде также часто присутствует железо. В ходе химических реакций гидролиза и окисления из него образуются гидроксиды.

Кстати, собравшись избавиться от накипи в чайнике, вы можете наблюдать еще один пример занимательной химии в быту: с отложениями хорошо справляются обычный столовый уксус и лимонная кислота. Чайник с раствором уксуса/лимонной кислоты и воды кипятят, после чего накипь исчезает.

А без другого химического явления не было бы вкусных маминых пирогов и булочек: речь о гашении соды уксусом.

Когда мама гасит соду в ложке уксусом, происходит вот такая реакция: NaHCO3 + CH3COOH = CH3COONa + H2O + CO2. Полученный в ее результате углекислый газ стремится покинуть тесто - и тем самым изменяет его структуру, делает пористым и рыхлым.

Кстати, можете рассказать маме, что гасить соду вовсе не обязательно - она и так прореагирует, когда тесто попадет в духовку. Реакция, правда, будет проходить немного хуже, чем при гашении соды. Но при температуре от 60 градусов (а лучше 200) происходит разложение соды на карбонат натрия, воду и все тот же углекислый газ. Правда, вкус готовых пирогов и булочек может оказаться хуже.

Список бытовых химических явлений не менее впечатляющий, чем список таких явлений в природе. Благодаря им у нас есть дороги (изготовление асфальта - это химические явление), дома (обжиг кирпича), красивые ткани для одежды (окрашивание). Если задуматься об этом, становится отчетливо ясно, насколько многогранная и интересная наука химия. И сколько пользы можно извлечь из понимания ее законов.

2. Интересные химические явления

Хотелось бы добавить немного интересностей. Среди многих и многих придуманных природой и человеком явлений есть особенные, которые сложно описать и объяснить. К ним относится и горение воды. Как такое, может быть, спросите вы, ведь вода не горит, ею тушат огонь? Как она может гореть? А дело вот в чем.

Горение воды - это химическое явление, при котором в воде с примесью солей под воздействием радиоволн разрываются кислородно-водородные связи. В результате образуется кислород и водород. И горит, конечно, не сама вода, а именно водород.

При этом он достигает очень высокой температуры горения (больше полутора тысяч градусов), плюс в ходе реакции снова образуется вода.

Это явление давно интересует ученых, мечтающих научиться использовать воду в качестве топлива. Например, для автомобилей. Пока это нечто из области фантастики, но кто знает, что ученые сумеют изобрести совсем скоро. Одна из главных загвоздок в том, чтобы при горении воды энергии выделялось больше, чем затрачивается на проведение реакции.

Кстати, нечто подобное можно наблюдать и в природе. Согласно одной из теорий, большие волны-одиночки, появляющиеся словно бы из ниоткуда, на самом деле являются следствием водородного взрыва. Электролиз воды, который к нему приводит, осуществляется благодаря попаданию электрических разрядов (молний) на поверхность соленой воды морей и океанов.

Но не только в воде, но и на суше можно наблюдать поражающие воображение химические явления. Если бы вам довелось побывать в природной пещере, наверняка вы смогли бы увидеть там причудливые, красивые природные «сосульки», свисающие с потолка - сталактиты. То, как и почему они появляются, объясняется еще одним интересным химическим явлением.

Химик, глядя на сталактит, видит, конечно, не сосульку, а карбонат кальция СаСО3. Основой для его образования служат сточные воды, природный известняк, а сам сталактит выстраивается благодаря осаждению карбоната кальция (рост вниз) и силе сцепления атомов в кристаллической решетке (рост вширь).

К слову, аналогичные образования могут подниматься от пола к потолку - их называют сталагмиты. А если сталактиты и сталагмиты встречаются и срастаются в цельные колонны, они получают название сталагнаты.

Заключение

В мире ежедневно происходит множество удивительных, прекрасных, а также опасных и пугающих химических явлений. Из многих человек научился извлекать пользу: создает строительные материалы, готовит пищу, заставляет транспорт перемещаться на огромные расстояния и многое другое.

Без многих химических явлений не было бы возможным существование жизни на земле: без озонового слоя люди, животные, растения не выжили бы из-за ультрафиолетовых лучей. Без фотосинтеза растений животным и людям нечем было бы дышать, а без химических реакций дыхания этот вопрос вообще не был бы актуальным.

Брожение позволяет готовить продукты питания, а сходное с ним химическое явление гниения разлагает белки на более простые соединения и возвращает те в круговорот веществ в природе.

Образование оксида при нагревании меди, сопровождающееся ярким свечением горение магния, плавление сахара и др. тоже считают химическими явлениями. И находят им полезное применение.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Проблема гибели людей при пожарах – предмет особого беспокойства. Определение пожарной безопасности, основные функции системы ее обеспечения. Причины и источники пожаров на производстве. Пожарная безопасность в быту. Мероприятия по пожарной профилактике.

реферат , добавлен 16.02.2009


Причины пожаров в быту и основные правила пожарной безопасности. Правила обращения с газом и газовыми приборами. Курение в постели - одна из основных причин пожаров в квартирах. Меры тушения пожара, эвакуации людей и имущества до прибытия пожарной части.

реферат , добавлен 24.01.2011


Сущность психической, физической и социальной безопасности ребенка. Правила безопасного поведения детей в быту, дорожного движения пешехода и пассажира транспортного средства. Методы формирования осторожного отношения к потенциально опасным ситуациям.

курсовая работа , добавлен 24.10.2014


Понятие социально-опасных явлений и причины их возникновения. Бедность как результат снижения уровня жизни. Голод как следствие нехватки продовольствия. Криминализация общества и социальная катастрофа. Способы защиты от социально-опасных явлений.

контрольная работа , добавлен 05.02.2013


Рассмотрение особенностей развития пожаров, начинающихся со стадии тлеющего горения. Основные признаки возникновения огня от маломощного источника зажигания. Изучение версии о возникновении пожара в результате протекания процессов самовозгорания.

презентация , добавлен 26.09.2014


Электротравматизм на производстве и в быту. Воздействие электрического тока на организм человека. Электротравма. Условия поражения электрическим током. Технические способы и средства электробезопасности. Оптимизация защиты в распределительных сетях.

реферат , добавлен 04.01.2009


Причины и возможные последствия пожаров. Основные поражающие факторы: горение, возгорание, воспламенение. Методы тушения пожаров. Классификация средств и характеристика огнегасительных веществ. Основные меры пожарной безопасности в быту и первая помощь.

реферат , добавлен 04.04.2009


Определение понятия и видов опасных гидрологических явлений. Ознакомление с историей самых страшных наводнений. Описание разрушительного действия цунами. Причины и последствия лимнологической катастрофы. Механизм образования и мощность потоков сели.

презентация , добавлен 22.10.2015


Причины возникновения, степени и основные признаки химических ожогов. Особенности химических ожогов глаз, пищевода и желудка. Правила работы с кислотами и щелочами. Первая помощь при получении химического ожога. Меры предупреждения химических ожогов.

контрольная работа , добавлен 14.05.2015


Виды бытовых происшествий со смертельным исходом, причины их возникновения. Отравление чистящими и моющими средствами, первая помощь. Предупреждение пищевого отравления. Утечка газа в квартире. Едкие вещества, кипящие жидкости. Меры предупреждения ожогов.

Динамические изменения встроены в саму природу. Все меняется так или иначе каждый момент. Если вы внимательно осмотритесь, вы найдете сотни примеров физических и химических явлений, которые являются вполне себе естественными преобразованиями.

Изменения - единственная константа во Вселенной

Как ни странно, изменение является единственной константой в нашей Вселенной. Чтобы понять физические и химические явления (примеры в природе встречаются на каждом шагу), принято классифицировать их по типам, в зависимости от характера конечного результата, вызванного ими. Различают физические, химические и смешанные изменения, которые содержат в себе и первые, и вторые.

Физические и химические явления: примеры и значение

Что такое физическое явление? Любые изменения, происходящие в веществе без изменения его химического состава, являются физическими. Они характеризуется изменениями физических атрибутов и материального состояния (твердое, жидкое или газообразное), плотности, температуры, объема, которые происходят без изменения его фундаментальной химической структуры. Не происходит создание новых химических продуктов или изменения общей массы. Кроме того, этот тип изменений обычно является временным и в некоторых случаях полностью обратимым.

Когда вы смешиваете химикаты в лаборатории, можно легко увидеть реакцию, но в мире вокруг вас происходит множество химических реакций каждый день. Химическая реакция изменяет молекулы, в то время как физическое изменение только перестраивает их. Например, если мы возьмем газ хлора и металлический натрий и объединим их, мы получим столовую соль. Полученное вещество сильно отличается от любого из его составных частей. Это химическая реакция. Если затем растворить эту соль в воде, мы просто смешиваем молекулы соли с молекулами воды. В этих частицах нет изменений, это физическое преобразование.

Примеры физических изменений

Все состоит из атомов. При соединении атомов образуются разные молекулы. Различные свойства, которые наследуют объекты, являются следствием различных молекулярных или атомных структур. Основные свойства объекта зависят от их молекулярного расположения. Физические изменения происходят без изменения молекулярной или атомной структуры объектов. Они просто преобразуют состояние объекта, не изменяя его природы. Плавление, конденсация, изменение объема и испарения являются примерами физических явлений.

Дополнительные примеры физических изменений: металл, расширяющийся при нагревании, передача звука через воздух, замерзание воды зимой в лед, медь втягивается в провода, формирование глины на разных объектах, мороженое плавится до жидкости, нагревание металла и преобразование его в другую форму, сублимация йода при нагревании, падение любого объекта под действием силы тяжести, чернила поглощаются мелом, намагничивание железных гвоздей, снеговик, тающий на солнце, светящиеся лампы накаливания, магнитная левитация объекта.

Как различать физические и химические изменения?

Множество примеров химических явлений и физических можно встретить в жизни. Часто трудно определить разницу между ними, особенно когда оба могут происходить одновременно. Чтобы определить физические изменения, задайте следующие вопросы:

• Является ли состояние состояния объекта изменением (газообразным, твердым и жидким)?
• Является ли изменение чисто ограниченным физическим параметром или характеристикой, такой как плотность, форма, температура или объем?
• Является ли химическая природа объекта изменением?
• Возникают ли химические реакции, приводящие к созданию новых продуктов?

Если ответ на один из первых двух вопросов да, и ответы на последующие вопросы отсутствуют, это, скорее всего, это физическое явление. И наоборот, если ответ на любой из двух последних вопросов положительный, в то время как первые два отрицательные, это, безусловно, химическое явление. Трюк состоит в том, чтобы просто четко наблюдать и анализировать то, что вы видите.

Примеры химических реакций в повседневной жизни

Химия происходит в окружающем вас мире, а не только в лаборатории. Материя взаимодействует для образования новых продуктов посредством процесса, называемого химической реакцией или химическим изменением. Каждый раз, когда вы готовите или убираете, это химия в действии. Ваше тело живет и растет благодаря химическим реакциям. Есть реакции, когда вы принимаете лекарства, зажигаете спичку и вздыхаете. Вот 10 химических реакций в повседневной жизни. Это всего лишь небольшая выборка из тех примеров физических и химических явлений в жизни, которые вы видите и испытываете много раз каждый день:

1. Фотосинтез. Хлорофилл в листьях растений превращает углекислый газ и воду в глюкозу и кислород. Это одна из самых распространенных ежедневных химических реакций, а также одна из самых важных, поскольку именно так растения производят пищу для себя и животных и превращают углекислый газ в кислород.
2. Аэробное клеточное дыхание является реакцией с кислородом в человеческих клетках. Аэробное клеточное дыхание является противоположным процессом фотосинтеза. Разница заключается в том, что молекулы энергии объединяются с кислородом, которым мы дышим, чтобы высвободить энергию, необходимую нашим клеткам, а также углекислый газ и воду. Энергия, используемая клетками, представляет собой химическую энергию в виде АТФ.
3. Анаэробное дыхание. Анаэробное дыхание производит вино и другие ферментированные продукты. Ваши мышечные клетки выполняют анаэробное дыхание, когда вы исчерпываете подаваемый кислород, например, при интенсивном или продолжительном упражнении. Анаэробное дыхание дрожжами и бактериями используется для ферментации для производства этанола, углекислого газа и других химических веществ, которые производят сыр, вино, пиво, йогурт, хлеб и многие другие распространенные продукты.
4. Сгорание - это тип химической реакции. Это химическая реакция в повседневной жизни. Каждый раз, когда вы зажигаете спичку или свечу, разжигаете костер, вы видите реакцию горения. Сжигание объединяет энергетические молекулы с кислородом для получения двуокиси углерода и воды.
5. Ржавчина - общая химическая реакция. Со временем железо развивает красное, шелушащееся покрытие, называемое ржавчиной. Это пример реакции окисления. Другие повседневные примеры включают формирование вердигров на меди и потускнение серебра.
6. Смешивание химических веществ вызывает химические реакции. Пекарский порошок и пищевая сода выполняют аналогичные функции при выпечке, но они по-разному реагируют на другие ингредиенты, поэтому вы не всегда можете заменить их на другой. Если вы комбинируете уксус и пищевую соду для химического "вулкана" или молока с порошком для выпечки в рецепте, вы испытываете реакцию двойного смещения или метатезиса (плюс некоторые другие). Ингредиенты рекомбинируют для получения газообразного диоксида углерода и воды. Углекислый газ образует пузырьки и помогает "выращиванию" хлебобулочных изделий. Эти реакции кажутся простыми на практике, но часто состоят из нескольких этапов.
7. Батареи являются примерами электрохимии. Батареи используют электрохимические или окислительно-восстановительные реакции для превращения химической энергии в электрическую.
8. Пищеварение. Тысячи химических реакций происходят во время пищеварения. Как только вы положите пищу в рот, фермент в вашей слюне, называемый амилазой, начинает разрушать сахара и другие углеводы в более простые формы, которые ваше тело может поглощать. Соляная кислота в вашем желудке реагирует с пищей, чтобы ее разрушить, а ферменты расщепляют белки и жиры, чтобы они могли всасываться в кровь через стенки кишечника.
9. Кислотно-базовые реакции. Всякий раз, когда вы смешиваете кислоту (например, уксус, лимонный сок, серную кислоту, соляную кислоту) со щелочью (например, пищевой содой, мылом, аммиаком, ацетоном), вы выполняете кислотно-щелочную реакцию. Эти процессы нейтрализуют друг друга, получая соль и воду. Хлорид натрия не является единственной солью, которая может быть образована. Например, здесь приведено химическое уравнение для реакции кислотно-щелочной реакции, в которой образуется хлорид калия, обычный заменитель столовой соли: HCl + KOH → KCl + H 2 O.
10. Мыло и моющие средства. Их очищают путем химических реакций. Мыло эмульгирует грязь, что означает, что масляные пятна связываются с мылом, чтобы их можно было снять водой. Моющие средства снижают поверхностное натяжение воды, поэтому они могут взаимодействовать с маслами, изолировать их и смывать.
11. Химические реакции при приготовлении пищи. Кулинария - один большой практический эксперимент по химии. Приготовление использует тепло, чтобы вызвать химические изменения в пище. Например, когда вы сильно кипятите яйцо, сероводород, полученный нагреванием яичного белка, может реагировать с железом из яичного желтка, образуя серо-зеленое кольцо вокруг желтка. Когда вы готовите мясо или выпечку, реакция Майяра между аминокислотами и сахарами дает коричневый цвет и желательный вкус.

Другие примеры химических и физических явлений

Физические свойства описывают характеристики, которые не изменяют вещество. Например, вы можете изменить цвет бумаги, но это еще бумага. Вы можете кипятить воду, но когда вы собираете и конденсируете пар, это все еще вода. Вы можете определить массу листа бумаги, и это все еще бумага.

Химическими свойствами являются те, которые показывают, как вещество реагирует или не реагирует с другими веществами. Когда металлический натрий помещают в воду, он реагирует бурно, образуя гидроксид натрия и водород. Достаточное тепло выделяется тем, что водород вырывается в пламя, реагируя с кислородом в воздухе. С другой стороны, когда вы кладете кусок медного металла в воду, реакция не возникает. Таким образом, химическое свойство натрия заключается в том, что он реагирует с водой, а химическое свойство меди заключается в том, что это не так.

Какие еще можно привести примеры химических явлений и физических? Химические реакции всегда происходят между электронами в валентных оболочках атомов элементов в периодической таблице. Физические явления на низких энергетических уровнях просто включают механические взаимодействия - случайные столкновения атомов без химических реакций, таких как атомы или молекулы газа. Когда энергии столкновений очень велики, целостность ядра атомов нарушается, что приводит к делению или слиянию вовлеченных видов. Спонтанный радиоактивный распад обычно считается физическим явлением.

Явления, при которых одни вещества превращаются в другие, отличающиеся от исходных составом и свойствами, называются химическими. Примеры: окисление веществ на воздухе, горение, ржавление железа и др. Химические явления - химические превращения, химические реакции, химические взаимодействия. Явления, при которых изменяется форма или физическое состояние веществ, называются физическими. Примеры: кипение, плавление, испарение, замерзание, выделение теплоты, света и др. Химические явления всегда сопровождаются физическими. Примеры: при сгорании магния выделяются теплота и свет; в гальваническом элементе в результате химических реакций возникает электрический ток. Химическое соединение - химически индивидуальное вещество, состоящее из атомов одного или различных элементов. Примеры: кислород, бертолетова соль, цинк, сера и др. Смесь - несколько химических соединений, смешанных друг с другом. Примеры: воздух, сплавы металлов, морская вода и др. Механическая смесь и химическое соединение имеют следующие основные различия. При приготовлении механической смеси составные части могут быть взяты в любых количественных соотношениях. При получении химических соединений исходные вещества берутся в строго определенных количествах. При механическом смешении веществ не наблюдается, как правило, выделения или поглощения энергии. Химические реакции сопровождаются тепловыми эффектами. Индивидуальные свойства веществ, составляющих механическую смесь, сохраняются, так как составные части в смеси находятся химически неизмененными. При химических реакциях свойства исходных веществ не сохраняются, поскольку в результате их взаимодействия образуются новые вещества с новыми свойствами. Смесь, в отличие от химического соединения, можно разделить на составные части, используя различия в их физических свойствах. Пример 1 При растворении в хлороводородной кислоте смеси железа с сульфидом железа массой 6,4 г выделилось 1,79 л (н. у.) смеси газов. Определите массовую долю (%) железа в смеси. Дано: т(смеси) - 6,4 г К(газов)= 1,79 л Найти: tt»(Fe) в смеси Решение: 1) Записываем уравнения реакций: Fe + 2HCl = FeCl2 + H2t, FeS + 2НС1 = FeCl2 + H2Sf. 2) Выразим массу Fe в смеси через х г, а объем выделившегося Н2 - у л. Тогда масса FeS будет равна (6,4 - х) г, а объем H2S - (1,79 - у) л. По первому уравнению реакции находим: 1 моль Fe - 1 моль Н2 х у -- моль Fe - ---" моль Н9 56 22,4 2 22,4-Л: у---iвГ"в 4) По второму уравнению реакции находим: 1 моль FeS - 1 моль H2S 6,4-х _ 1,79 - у --- моль FeS - 22 4 моль H2S (6,4 - х) 22,4 « 88 (1,79 - 22 ^ *). 5) Рассчитываем массовую долю (%) Fe в смеси: w(Fe) = -Т-7-" 100 % =17,34%. 6,4 Ответ; u>(Fe) = 17,34 % . Пример 2 При нормальных условиях 20 л газовой смеси, состоящей из азота и кислорода, имеют массу 28 г. Определите объемы газов в смеси. Дано: /п(смеси) = 28 г К(смеси) = 20 л Найти: K(N2) и V(02). Решение: 1) Обозначим F(N2) в смеси через х л, тогда У(02) будет (20 - х) л. 2) Находим количества веществ N2 и 02, а затем их массы: х 20-х V(N2) = ~2М М°ЛЬ; V(2) ~ 22,4 М°ЛЬ; 28 л: л ч 32 (20 - х) т(*2> 3 lijг; т(°2)-- 3) По условию масса смеси газов равна 28 г, т. е.: 28-х 32(20-*) +-~гт-:- = 28, х = 3,2 л. 22,4 22,4 Таким образом, в смеси содержится 3,2 л N2 и 16,8 л 02. Ответ: К(К2)=3,2л; Г(02) = 16,8л. Ц^П Пример 3 Определите массовую долю каждого из газов в смеси, состоящей из водорода и метана, если ее плотность по водороду равна 5. Дано: Дн2=5 Найти: w{Н2) и ц>(СН4) Решение: 1) Обозначим w(tl2) через х %, a w(CH4) - (100 - х) %. 2) Находим молекулярную массу смеси: М = М(Н2) £>н2, М = 2-5 = 10. 3) Выразим массовые доли газов в молекулярной массе смеси: „ , 2 х _ 16 (100 - х) ^> = -100-" "W"-ioo-" 100 100 Следовательно, газовая смесь содержит 42,85 % Н2 и 57,15% СН4. Ответ: и>(Н2) - 42,85 %; w(CH4) = 57,15 %. Вопросы и задачи для самостоятельного решения 1. Приведите примеры пяти физических явлений. Укажите признаки, по которым вы отнесете явления к физическим. 2. Приведите примеры пяти химических явлений. Укажите признаки, по которым вы отнесете явления к химическим. 3. К каким явлениям (физическим или химическим) следует отнести образование дыма: а) при горении угля; б) концентрированной соляной кислоты на воздухе; в) при соприкосновении паров соляной кислоты и нашатырного спирта? 4. К каким явлениям (физическим или химическим) относятся превращения одних аллотропных модификаций элементов в другие: кислорода в озон, белого фосфора в красный, ромбической серы в моноклиническую и т. д.? 5. Всегда ли физические и химические явления проявляются отдельно? Приведите примеры явлений, происходящих одновременно. 6. К каким явлениям (физическим или химическим) относятся: а) приготовление порошка из куска мела; б) возгорание спички; в) выделение газа при обработке питьевой соды кислотой; г) возгонки твердого иода. 7. Что такое смесь и химическое соединение? 8. Какие отличительные признаки смесей и химических соединений вы знаете? 9. Выпишите отдельно названия химических соединений и смесей из ниже перечисленного: соль, почва, азот, воздух, речная вода, молоко, цинк, гранит, мрамор, аргон. 10. К чистым веществам (в отличие от смесей) относятся: а) медный купорос; б) морская вода; в) воздух; г) бертолетова соль. 11. К смесям (в отличие от чистых веществ) относятся: а) соляная кислота; б) гашеная известь; в) хлорная вода; г) питьевая вода. 12. Назовите по одному примеру смесей веществ, которые можно разделить: а) отстаиванием; б) фильтрованием; в) выпариванием; г) используя магнитные свойства. 13. Приведите схему разделения: тонкой смеси цинкового порошка и серы; мела и поваренной соли; железных и медных опилок; растительного масла с водой; речного песка, сахара и древесного угля. 14. Через раствор, содержащий 5 г едкого натра, пропущено 6,6 л сероводорода (н. у.). Какая соль и в каком количестве образовалась при этом? Ответ: 7 г NaHS. 15. Какой объем хлора необходимо взять для получения 53,4 г хлорида алюминия? Ответ: 13,45 л. 16. Какая масса брома прореагировала с иодидом калия, если при этом образовалось 12,7 г иода? Ответ: 8 г. 17. Рассчитайте массу фторида кальция, расходуемую для получения 26,88 л фтористого водорода (н. у.). Ответ: 46,8 г. 18. Вычислите, из какого количества оксида ртути (И) получится при разложении 224 л (н. у.) кислорода? Ответ: 4320 г. 19. Рассчитайте объем кислорода (н. у.), полученный при термическом разложении нитрата натрия массой 34 кг. Ответ: 4,48 м3. 20. Рассчитайте массы соды и хлорида кальция, необходимые для получения 0,5 кг карбоната кальция? Ответ: 530 г Na2C03; 555 г СаС12. 21. Какое вещество и в каком количестве останется в избытке после смешения растворов, содержащих 34 г нитрата серебра и 31,8 г хлорида кальция? Ответ: 20,7 г СаС12.. 22. Рассчитайте, какой объем оксида углерода (IV) (н. у.) получится при разложении 0,25 кг мрамора, содержащего 96 % карбоната кальция. Ответ: 53,8 л. 23. При разложении 22,3 г малахита выделилось 2,24 л углекислого газа (н. у.) Определите чистоту малахита. Ответ: 99,1%. 24. При сжигании 6 г антрацита выделилось 10,6 л оксида углерода (IV) (н. у.). Определите массовую долю углерода в антраците. Ответ: 94,6%. 25. Цинковая пластинка массой 3,5 г погружена в раствор нитрата серебра, содержащий 17 г соли. Определите массу пластинки после прохождения реакции. Ответ: 11,05 г. 26. Продукт прокаливания 1,3 г природного карбоната кальция растворили в избытке соляной кислоты. Определите массовую долю карбоната кальция в природном минерале, если образовавшийся кристаллогидрат хлорида кальция имел массу 1,29 г. Ответ: 76,9%. 27. 2,8 г смеси углерода и серы было сожжено в кислороде, полученном при термическом разложении 47,4 г перманганата калия. Определите массовую долю серы в исходной смеси. Ответ: 57,1%. 28. При обработке 5,1 г сплава алюминия и магния с соляной кислотой выделилось 5,6 л водорода. Определите массовую долю (%) Mg в сплаве. Ответ: 47,05%. 29. При нормальных условиях газовая смесь объемом 12 л, состоящая из аммиака и оксида углерода (IV), имеет массу 18 г. Сколько литров каждого из этих газов содержится в смеси? Ответ: 4,62 л NH3 и 7,38 л С02. 30. Определите объемные доли (%) газовой смеси, состоящей из оксидов углерода (II, IV), если ее плотность по водороду составляет 19,6. Ответ 30 % СО; 70 % С02. 31. Определите массовую долю (%) доломита СаС03 MgCO^ в руде, если при разложении 10 г ее выделяется 0,96 л оксида углерода (IV) (н. у.). Ответ: 39,4%. 32. Какую массу доломита, содержащего 8 % примесей, необходимо взять для получения 56 м3 оксида углерода (IV) (н. у.)? Ответ: 250 кг. 33. При прокаливании 1,6 г смеси ZnO и ZnC03 получено 1,248 г оксида цинка. Каков состав исходной смеси? Ответ: 37,5 % ZnO. 34. Какова массовая доля (%) хлора содержится в смеси, состоящей из 2 г хлорида натрия и 2 г хлорида аммония? Ответ: 63,5%. 35. Имеется смесь кальция и оксида кальция массой 10 г. Какова масса каждого из веществ в смеси, если при реакции 2 г ее с водой выделилось 224 мл водорода? Ответ: 2г Са, 8г СаО. 36. При обработке избытком раствора гидроксида калия 5,85 г смеси алюминия с его оксидом выделилось 1,26 л газа (н. у.). Определите массовую долю алюминия в смеси. Ответ: 17,3%. 37. Для превращения 1 г смеси карбоната калия и гидроксида калия в хлорид калия было израсходовано 0,626 г хлороводорода. Сколько граммов гидроксида калия было в смеси? Ответ: 0,8 г. 38. При растворении 6,9 г сплава цинка с алюминием в серной кислоте выделилось 2,688 л водорода. Определите содержание цинка в сплаве. Ответ: 94,8%. 39. Объем смеси оксида углерода (II) и кислорода составляет 100 мл. После сжигания оксида углерода за счет находящегося в смеси кислорода объем уменьшился на 30 мл. Найдите объемный состав исходной смеси. Ответ: 60% СО; 40% 02. 40. К раствору 2,404 г смеси солей CuS04 5Н20 и FeS04 7Н20 добавили избыток раствора хлорида бария. Масса полученного осадка составила 2,172 г. Определите состав исходной смеси. Ответ: 67,4% CuS04- 5Н20 и 32,6% FeS04 7Н20. 41. Какой объем воздуха необходим для полного сгорания 1 м3 газовой смеси, имеющей объемный состав 20 % Н2, 30 % СН4 и 50 % СО? Объемная доля кислорода в воздухе составляет 20,95 %. Ответ: 4,53 м3. 42. Определите массовую долю (%) хлорида натрия в смеси хлоридов натрия и калия, если 0,325 г этой смеси при взаимодействии с нитратом серебра образовали 0,7175 г осадка. Ответ: 53,5%.

Окружающий нас мир, при всём его богатстве и многообразии, живёт по законам, которые достаточно легко объяснить с помощью таких наук, как физика и химия. И даже в основе жизнедеятельности такого сложного организма, как человек, лежит не что иное, как химические явления и процессы.

Определения и примеры

Элементарный пример - чайник, поставленный на огонь. Через некоторое время вода начнёт нагреваться, затем закипать. Мы услышим характерное шипение, из горлышка чайника будут вылетать струйки пара. Откуда он взялся, ведь в посуде его изначально не было! Да, но вода, при определённой температуре, начинает превращаться в газ, меняет своё физическое состояние из жидкого на газообразное. Т.е. она осталась всё той же водой, только теперь в виде пара. Это

А химические явления мы увидим, если опустим в кипяток пакетик с чайной заваркой. Вода в стакане или другом сосуде окрасится в красно-коричневый цвет. Произойдёт химическая реакция: под воздействием тепла чаинки начнут запариваться, выделяя цветовые пигменты и вкусовые свойства, присущие этому растению. У нас получится новое вещество - напиток со специфическими, свойственными только ему качественными характеристиками. Если туда же добавим несколько ложек сахара, он растворится (физическая реакция), а чай станет сладким Таким образом, физические и химические явления часто связаны и взаимозависимы. К примеру, если тот же чайный пакетик поместить в холодную воду, реакции не произойдёт, чаинки и вода не будут взаимодействовать, да и сахар растворяться тоже не пожелает.

Таким образом, химические явления - это такие, при которых одни вещества превращаются в другие (вода в чай, вода в сироп, дрова в золу и т.д.) Иначе химическое явление называется химической реакцией.

Физическими называются явления, при которых химический состав вещества остаётся прежним, а изменяется размер тела, форма и т.д. (деформированная пружина, вода, замёрзшая в лёд, ветка дерева, разломанная пополам).

Условия возникновения и протекания

О том, происходят ли химические и физические явления, мы можем судить по некоторым признакам и изменениям, которые наблюдаются у того или иного тела или вещества. Так, большинство химических реакций сопровождается следующими «опознавательными знаками»:

• в результате или при протекании таковой выпадает осадок;
• происходит изменение цвета вещества;
• может выделяться газ, например, угарный при горении;
• происходит поглощение или, наоборот, выделение теплоты;
• возможно излучение света.

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 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.

1. Тесное соприкосновение реагирующих веществ (необходимо): H 2 SO 4 + Zn = ZnSO 4 + H 2 2. Нагревание (возможно) а) для начала реакции б) постоянно Классификация химических реакций по различным признакам 1.По наличию границы раздела фаз все химические реакции подразделяются на гомогенные и гетерогенные Химическая реакция, протекающая в пределах одной фазы, называется гомогенной химической реакцией . Химическая реакция, протекающая на границе раздела фаз, называется гетерогенной химической реакцией . В многостадийной химической реакции некоторые стадии могут быть гомогенными, а другие - гетерогенными. Такие реакции называются гомогенно-гетерогенными . В зависимости числа фаз, которые образуют исходные вещества и продукты реакции, химические процессы могут быть гомофазными (исходные вещества и продукты находятся в пределах одной фазы) и гетерофазными (исходные вещества и продукты образуют несколько фаз). Гомо- и гетерофазность реакции не связана с тем, является ли реакция гомо- или гетерогенной . Поэтому можно выделить четыре типа процессов: Гомогенные реакции (гомофазные) . В реакциях такого типа реакционная смесь является гомогенной, а реагенты и продукты принадлежат одной и той же фазе. Примером таких реакций могут служить реакции ионного обмена, например, нейтрализация раствора кислоты раствором щёлочи: Гетерогенные гомофазные реакции . Компоненты находятся в пределах одной фазы, однако реакция протекает на границе раздела фаз, например, на поверхности катализатора. Примером может быть гидрирование этилена на никелевом катализаторе: Гомогенные гетерофазные реакции . Реагенты и продукты в такой реакции существуют в пределах нескольких фаз, однако реакция протекает в одной фазе. Так может проходить окисление углеводородов в жидкой фазе газообразным кислородом. Гетерогенные гетерофазные реакции . В этом случае реагенты находятся в разном фазовом состоянии, продукты реакции также могут находиться в любом фазовом состоянии. Реакционный процесс протекает на границе раздела фаз. Примером может служить реакция солей угольной кислоты (карбонатов) с кислотами Бренстеда: 2.По изменению степеней окисления реагентов[править | править вики-текст] В данном случае различают Окислительно-восстановительные реакции, в которых атомы одного элемента (окислителя) восстанавливаются , то есть понижают свою степень окисления, а атомы другого элемента (восстановителя) окисляются , то есть повышают свою степень окисления. Частным случаем окислительно-восстановительных реакций являются реакции конпропорционирования, в которых окислителем и восстановителем являются атомы одного и того же элемента, находящиеся в разных степенях окисления. Пример окислительно-восстановительной реакции - горение водорода (восстановитель) в кислороде (окислитель) с образованием воды: Пример реакции конпропорционирования - реакция разложения нитрата аммония при нагревании. Окислителем в данном случае выступает азот (+5) нитрогруппы, а восстановителем - азот (-3) катиона аммония: Не относятся к окислительно-восстановительным реакции, в которых не происходит изменения степеней окисления атомов, например: 3.По тепловому эффекту реакции Все химические реакции сопровождаются выделением или поглощением энергии. При разрыве химических связей в реагентах выделяется энергия, которая в основном идёт на образование новых химических связей. В некоторых реакциях энергии этих процессов близки, и в таком случае общий тепловой эффект реакции приближается к нулю. В остальных случаях можно выделить: экзотермические реакции, которые идут с выделением тепла, (положительный тепловой эффект) СН 4 + 2О 2 = СО 2 + 2Н 2 О + энергия (свет, тепло); СаО + Н 2 О = Са(ОН) 2 + энергия (тепло). эндотермические реакции в ходе которых тепло поглощается (отрицательный тепловой эффект) из окружающей среды. Са(ОН) 2 + энергия (тепло) = СаО + Н 2 О Тепловой эффект реакции (энтальпию реакции, Δ r H), часто имеющий очень важное значение, можно вычислить по закону Гесса, если известны энтальпии образования реагентов и продуктов. Когда сумма энтальпий продуктов меньше суммы энтальпий реагентов (Δ r H < 0) наблюдается выделение тепла, в противном случае (Δ r H > 0) - поглощение. 4.По типу превращений реагирующих частиц[править | править вики-текст] соединения: разложения: замещения: обмена (в т.ч. тип реакции-нейтрализация): Химические реакции всегда сопровождаются физическими эффектами: поглощением или выделением энергии, изменением окраски реакционной смеси и др. Именно по этим физическим эффектам часто судят о протекании химических реакций. Реакция соединения -химическая реакция, в результате которой из двух или большего числа исходных веществ образуется только одно новое.В такие реакции могут вступать как простые, так и сложные вещества. Реакция разложения -химическая реакция, в результате которой из одного вещества образуется несколько новых веществ. В реакции данного типа вступают только сложные соединения, а их продуктами могут быть как сложные, так и простые вещества Реакция замещения -химическая реакция,в результате которой атомы одного элемента, входящие в состав простого вещества, замещают атомы другого элемента в его сложном соединении. Как следует из определения, в таких реакциях одно из исходных веществ должно быть простым, а другое сложным. Реакции обмена - реакция, в результате которой два сложных вещества обмениваются своими составными частями 5.По признаку направления протекания химические реакции делятся на необратимые и обратимые Необратимыми называют химические реакции, протекающие лишь в одном направлении("слева направо "), в результате чего исходные вещества превращаются в продукты реакции. О таких химических процессах говорят, что они протекают "до конца".К ним относят реакции горения , а также реакции, сопровождающиеся образованием малорастворимых или газообразных веществ Обратимыми называются химические реакции, протекающие одновременно в двух противоположных направлениях("слева направо" и "справа налево").В уравнениях таких реакций знак равенства заменяется двумя противоположно направленными стрелками.Среди двух одновременно протекающих реакций различают прямую(протекает "слева направо") и обратную (протекает "справа налево").Поскольку в ходе обратимой реакции исходные вещества одновременно и расходуются и образуются, они не полностью превращаются в продукты реакции.Поэтому об обратимых реакциях говорят, что они протекают "не до конца". В результате всегда образуется смесь исходных веществ и продуктов взаимодействия. 6. По признаку участия катализаторов химические реакции делятся на каталитические и некаталитические Каталитическими2SO 2 + O 2 → 2SO 3 (катализатор V 2 O 5) называют реакции, протекающие в присутствии катализаторов.В уравнениях таких реакций химическую формулу катализатора указывают над знаком равенства или обратимости, иногда вместе с обозначением условий протекания. К реакциям данного типа относятся многие реакции разложения и соединения. Некаталитическими2NO+O2=2NO 2 называются многие реакции, протекающие в отсутствие катализаторов.Это, например, реакции обмена и замещения.