ФИЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ: ВИДЫ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПРИМЕРЫ - ХИМИЯ - 2024

Эти физические изменения , в которых наблюдается изменение в данной области без необходимости изменения его природы; то есть без разрывов или образования химических связей. Следовательно, если предположить, что вещество А, оно должно иметь одинаковые химические свойства до и после физического изменения.

Без физических изменений не существовало бы разнообразия форм, которые могут приобретать определенные объекты; мир был бы статичным и стандартизированным местом. Для их возникновения необходимо воздействие энергии на материю в виде тепла, излучения или давления; давление, которое может быть оказано механически собственными руками.

Плотницкий цех. Источник: Pixabay

Например, в столярной мастерской вы можете наблюдать физические изменения, которым подвергается древесина. Пилы, щетки, выемки и отверстия, гвозди и т. Д. Являются необходимыми элементами для того, чтобы дерево из бруска и столярными методами могло быть превращено в произведение искусства; как мебель, решетка или резной ящик.

Если рассматривать древесину как вещество А, то она практически не подвергается никаким химическим преобразованиям после отделки мебели (даже если ее поверхность подвергается химической обработке). Если этот предмет мебели измельчить до горсти опилок, молекулы древесины останутся неизменными.

На практике молекула целлюлозы дерева, из которого была вырезана древесина, не меняет своей структуры на протяжении всего этого процесса.

Если бы мебель загорелась, ее молекулы реагировали бы с кислородом воздуха, распадаясь на углерод и воду. В этой ситуации произойдет химическое изменение, так как после сгорания остатки будут отличаться от свойств мебели.

Типы химических изменений и их характеристики

необратимый

Древесина в предыдущем примере может претерпевать физические изменения в размере. Его можно ламинировать, разрезать, обрезать и т. Д., Но нельзя увеличивать в объеме. В этом смысле древесина может увеличивать свою площадь, но не объем; который, напротив, постоянно сокращается, поскольку он работает в мастерской.

После резки ему уже нельзя вернуть исходную форму, поскольку древесина не является эластичным материалом; Другими словами, он претерпевает необратимые физические изменения.

При этом типе изменений материя, хотя и не испытывает никакой реакции, не может вернуться в свое исходное состояние.

Еще один более красочный пример - игра с желтым и голубоватым пластилином. При их смешивании и придании им формы шара их цвет становится зеленым. Даже если бы у вас была форма, чтобы вернуть им первоначальную форму, у вас были бы две зеленые полосы; синий и желтый больше не могли быть разделены.

В дополнение к этим двум примерам можно также рассмотреть выдувание пузырей. Чем больше они обдуваются, тем их объем увеличивается; но после освобождения воздух не может быть извлечен для уменьшения их размера.

обратимый

Хотя на их адекватное описание не делается акцента, все изменения состояния вещества являются обратимыми физическими изменениями. Они зависят от давления и температуры, а также от сил, удерживающих частицы вместе.

Например, кубик льда в холодильнике может растаять, если его оставить вне морозильника. Через некоторое время жидкая вода заменяет лед в маленьком отсеке. Если этот же охладитель вернуть в морозильную камеру, жидкая вода потеряет температуру, пока не замерзнет и снова превратится в кубик льда.

Это явление обратимо, поскольку происходит поглощение и выделение тепла водой. Это верно независимо от того, где хранится жидкая вода или лед.

Основная характеристика и различие между обратимым и необратимым физическим изменением состоит в том, что в первую очередь вещество (вода) рассматривается само по себе; во втором - рассматривается внешний вид материала (древесина, а не целлюлоза и другие полимеры). Однако в обоих случаях химическая природа остается неизменной.

Иногда разница между этими типами не ясна, и в таких случаях удобно не классифицировать физические изменения и рассматривать их как одно.

Примеры физических изменений

На кухне

Внутри кухни происходят бесчисленные физические изменения. Делаем салат ими пропитываем. Помидоры и овощи измельчают по желанию, необратимо изменяя их первоначальную форму. Если к этому салату добавить хлеб, его нарезают ломтиками или кусочками от буханки деревенского хлеба и намазывают маслом.

Помазание хлеба с маслом - это физическое изменение, так как его вкус меняется, но молекулярно он остается неизменным. Если поджарить другой хлеб, он приобретет более интенсивную крепость, вкус и цвет. На этот раз говорят, что произошло химическое изменение, потому что не имеет значения, холодный этот тост или нет: он никогда не восстановит свои первоначальные свойства.

Продукты, гомогенизированные в блендере, также представляют собой примеры физических изменений.

Что касается сладкого, то при плавлении шоколад переходит из твердого состояния в жидкое. При приготовлении сиропов или сладостей, которые не требуют использования тепла, также происходят изменения этого типа.

Надувные замки

На детской площадке в ранние часы некоторые холсты наблюдаются на полу, инертные. Спустя несколько часов они превращаются в разноцветный замок, внутрь которого прыгают дети.

Это резкое изменение объема связано с огромной массой воздуха, вдуваемого внутрь. Как только парк закрыт, замок сдувается и сохраняется; следовательно, это обратимое физическое изменение.

Стеклянные поделки

Стеклянные поделки. Источник: Pixabay

Стекло при высоких температурах плавится и его можно свободно деформировать, чтобы придать ему любой дизайн. Например, на изображении выше вы можете увидеть, как лепится стеклянная лошадь. Как только стеклообразная паста остынет, она затвердеет, и орнамент будет готов.

Этот процесс обратим, поскольку, снова применяя температуру, можно придать ему новые формы. Многие стеклянные украшения создаются с помощью этой техники, известной как выдувание стекла.

Алмазная резка и огранка минералов

Ограненный алмаз. Источник: Роман Кёлер, из Wikimedia Commons. При вырезании из бриллианта происходят постоянные физические изменения с целью увеличения площади поверхности, отражающей свет. Этот процесс необратим, и он придает необработанному алмазу дополнительную и непомерную экономическую ценность.

Кроме того, в природе вы можете увидеть, как минералы принимают более кристаллическую структуру; то есть с годами они пересекаются.

Он состоит из продукта физического изменения перегруппировки ионов, составляющих кристаллы. Например, взбираясь на гору, можно найти больше граненых кварцевых камней, чем других.

роспуск

Когда твердое вещество, растворимое в воде, такое как соль или сахар, растворяется, получается раствор с соленым или сладким вкусом соответственно. Хотя оба твердых вещества «исчезают» в воде, и последняя претерпевает изменение своего вкуса или проводимости, никакой реакции между растворенным веществом и растворителем не происходит.

Соль (обычно хлорид натрия) состоит из ионов Na ⁺ и Cl ^- . В воде эти ионы сольватированы молекулами воды; но ионы не подвергаются ни восстановлению, ни окислению.

То же самое происходит с молекулами сахарозы и фруктозы в сахаре, которые не разрывают свои химические связи при взаимодействии с водой.

кристаллизация

Здесь термин кристаллизация относится к медленному образованию твердого вещества в жидкой среде. Возвращаясь к примеру с сахаром, когда его насыщенный раствор нагревают до кипения, а затем оставляют в покое, молекулам сахарозы и фруктозы дается достаточно времени для правильной сортировки и образования более крупных кристаллов.

Этот процесс обратим, если снова подать тепло. Фактически, это широко используемый метод очистки кристаллизованных веществ от примесей, присутствующих в среде.

Неоновые лампы

Неоновые лампы. Источник: Pexels

В неоновых лампах газы (включая углекислый газ, неон и другие благородные газы) нагреваются с помощью электрического разряда. Молекулы газа возбуждаются и претерпевают электронные переходы, которые поглощают и испускают излучение, когда электрический ток проходит через газ при низком давлении.

Хотя газы ионизируются, реакция обратима и практически возвращается в исходное состояние без образования продуктов. Неоновый свет имеет исключительно красный цвет, но в популярной культуре этот газ неправильно обозначается для всех источников света, производимых этим методом, независимо от цвета или интенсивности.

фосфоресценция

Фосфоресцирующий орнамент. Источник: Лю Ли, из Wikimedia Commons. На этом этапе могут возникнуть дебаты о том, связана ли фосфоресценция в большей степени с физическими или химическими изменениями.

Здесь излучение света происходит медленнее после поглощения излучения высокой энергии, например ультрафиолетового. Цвета являются продуктом этого излучения света, вызванного электронными переходами внутри молекул, составляющих орнамент (верхнее изображение).

С одной стороны, свет химически взаимодействует с молекулой, возбуждая ее электроны; и с другой стороны, как только свет испускается в темноте, молекула не обнаруживает разрыва своих связей, что ожидается от любого физического взаимодействия.

Затем говорят об обратимых физико-химических изменениях, поскольку, если украшение помещено на солнечный свет, оно реабсорбирует ультрафиолетовое излучение, которое затем медленно и с меньшей энергией выделяется в темноте.

Ссылки

1. Хельменстин, Энн Мари, доктор философии. (31 декабря 2018 г.). Примеры физических изменений. Получено с: thinkco.com
2. Робертс, Калия. (11 мая 2018 г.). 10 типов физических изменений. Sciencing. Получено с: sciencing.com
3. Wikipedia. (2017). Физические изменения. Получено с: en.wikipedia.org
4. Общественный колледж Клакамас. (2002). Различие между химическими и физическими изменениями. Получено с: dl.clackamas.edu
5. Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. Химия. (8-е изд.). CENGAGE Обучение.
6. Сурбхи С. (7 октября 2016 г.). Разница между физическим изменением и химическим изменением. Получено с: keydifferences.com