Kemialliset ja fysikaaliset muutokset
KEMIALLINEN VS. FYYSINEN MUUTOS
Oletko koskaan miettinyt, mikä ero on pilkottu puu ja palanut puu? Tai miksi ruoste eroaa sileästä raudasta? Nämä ovat esimerkkejä fyysisistä ja kemiallisista muutoksista. Nämä kaksi erottelua ymmärretään paremmin, jos tutkimme, miten aine kosmeettisesti muuttuu ja reagoi kemialliseen vuorovaikutukseen. Paras ja yksinkertaisin tapa erottaa fyysinen ja kemiallinen muutos on muistaa, että fyysinen muutos vaikuttaa vain siihen, miten me havaitsemme aineen, kun taas kemiallinen muutos todella muuttaa materiaalin alas sen molekyylikoostumukseen.
Fyysinen muutos on hyvin yleistä. Näet sen edellä mainitussa puun pilkkomisessa. Puu on pilkottu. Sitten se kulkee sawmillin läpi. Lopputuloksena on, että sinulla on puutavaraa. Mutta onko itse puu muuttunut? Se on edelleen sama sävellys, alas sahanpuruun asti. Toinen hyvä esimerkki on vesi. Laita se lasille ja se on vielä vettä, mutta se on lasin muotoinen. Aseta se pakastimeen ja sinulla on jäätä. Se on vankka nyt, mutta koostumus muuttui? Tai kuinka siitä kiehuu niin korkeassa lämpötilassa, että se muuttuu höyryksi? Se on silti H20, mutta kaasumaisessa tilassa. Ei muutosta, joka muuttaa aineen molekyylirakennetta fyysisen muutoksen aikana. Yksinkertaisella tavalla fyysinen muutos voi muuttaa sitä, millä tavalla me havaitsemme aineiston, mutta sillä on perustavanlaatuinen taso, jolla on edelleen sama koostumus.
Kemiallinen muutos on täysin erilainen kysymys. Tämä on kuin henkilö, jonka muistoja siirretään täysin uudelle keholle ja persoonallisuudelle. Muistot ja aiemmat kokemukset ovat yhä olemassa, mutta tämä on kokonaan erilainen henkilö. Yksi yksinkertaisista esimerkkeistä kemiallisista muutoksista on, kun rauta ruostuu. Jätä rauta varovasti, ja sillä on aikaa, sillä on ruskeita virheitä, jotka muodostavat ruostetta. Jätä se vielä pidemmälle ja lopulta koko rautapala on nyt ruoste tai rautaoksidi. Molekyylitasolla rautamolekyylit vuorovaikutuksessa hapen kanssa ilmakehässä muodostavat kokonaan uuden aineen, jonka ominaisuudet ovat hyvin vähän kuin kaksi elementtiä, jotka yhdessä muodostavat sen.
On olemassa tapauksia, joissa tapahtuu sekä fysikaalisia että kemiallisia muutoksia. Yksi tämän yksinkertaisimmista muodoista on, kun poltat sokeria. Fysikaalisesti se muuttuu sen entisen itsensä mustaksi kuorioksi (jättäen hiilijäännöksen, ts. Tuhkan). Molekyylitasolla se muuttuu myös. Sokerin peruskemiallinen kaava on C6H12O6 (glukoosin kaava). Muut kemialliset muutokset ovat CO2 (hiilidioksidi) ja H2O (vesi) vapautuminen, jälkimmäinen vesihöyryn muodossa, alkuperäisen muodon koostumuksesta. Jos esimerkiksi poltat sokeria ruoanlaittoon, on olemassa monenlaisia fysikaalisia ja kemiallisia muutoksia, joita voi esiintyä.
On olemassa muutamia perussääntöjä ymmärtää, kun kemiallinen muutos tapahtuu. Ensiksikin prosessiin kuluu jonkin verran energiaa. Sähkön, valon tai lämpötilan muutosten muodossa käytetään vähimmäismäärää kemiallisten muutosten tapahtuessa. Syynä tähän on se, että aineesta muodostuvat hyvin siteet olisi muutettava, jotta muutos tulee voimaan, ja nämä kolme energiamuotoa ovat katalyyttejä. Toiseksi edellä mainitut molekyylisidokset joutuisivat reagoimaan, usein hajottamalla tai törmäämällä prosessiin osallistuviin muihin molekyyleihin tai atomeihin. Kolmanneksi eri materiaaleilla on erilaiset reaktioajat. Yksi aine voi muuttua nopeammin kuin toinen samoissa olosuhteissa; joka tunnetaan myös kemiallisen reaktionopeutena.
Suurin ero fyysisen muutoksen ja kemiallisen muutoksen kanssa on se, että ensimmäinen on pinnallinen; jos tietyt ehdot täyttyvät, se on palautettavissa. Esimerkiksi revitty paita voidaan ommella takaisin uuteen. Kemiallinen muutos, on peruuttamaton; jos poltat tämän paidan kynään, mikään ompelu ei anna uutta.
Yhteenveto:
1. Fyysinen muutos tarkoittaa, että materiaali muuttuu fyysisesti vain, mutta ei muuta sen molekyylirakennetta; Kemiallinen muutos muuttaa materiaalin perusmolekyylirakennetta.
2. Kemikaalin muutos voi myös aiheuttaa fyysisen muutoksen; fyysinen muutos ei yksinään voi johtaa kemialliseen muutokseen.
3. Fyysinen muutos on pinnallinen ja voi olla päinvastainen; kemiallinen muutos on täydellinen ja pysyvä.
