אנו מסבירים מהו שינוי כימי ומהם מאפייניו. כמו כן, דוגמאות והבדלים עם שינוי פיזי.
מהו שינוי כימי?
שינויים כימיים הם סוג של שינוי ב חוֹמֶר שמשנה את המבנה הכימי שלו, כלומר שהוא משנה את טבעו ולא רק את צורתו. זה אומר ששינויים כימיים, הנקראים גם תגובות כימיות או תופעות כימיות, מרמזים על קרע והיווצרות של קישורים כימיים של חומרים או תרכובות כימיות ליצירת חומרים או תרכובות חדשות.
ה תגובה כימית מתרחשים כאשר שניים או יותר משולבים כימית חומרים (הנקראים ריאגנטים או מגיבים) שמשנים את המבנה הכימי שלהם בתהליך, ויכולים לצרוך (תגובות אנדותרמיות) או שחרר (תגובות אקסותרמיות) אֵנֶרְגִיָה, ליצור שניים או יותר חומרים חדשים (הנקראים מוצרים). כמה תגובות כימיות מסוכנות עבור בן אדם, שכן הם יכולים לערב או לייצר תרכובות רעילות או קורוזיביות. תגובות אחרות, כמו תגובות אקסותרמיות מסוימות, עלולות לגרום לפיצוצים.
בתוך ה תעשייה כימית חומרים רבים שאנו משתמשים בהם בחיי היומיום מיוצרים באמצעות תגובות כימיות מבוקרות. חלק מהתגובות מתרחשות באופן ספונטני ואחרות חייבות להיווצר על ידי בני אדם במפעלי תעשייה או במעבדות כימיות.
תגובות כימיות דורשות זמן קצוב להתרחשות, אשר משתנה בהתאם לאופי המגיבים ולתנאים בהם מתרחשת התגובה.
לפיכך, הגורמים המשפיעים על מהירות התגובות הכימיות נוטים בדרך כלל להיות:
- עליה בטמפרטורות העלייה של טֶמפֶּרָטוּרָה זה נוטה להגביר את מהירות התגובות הכימיות.
- לחץ מוגבר. הגדלת הלחץ בדרך כלל מגבירה את מהירות התגובות הכימיות. זה מתרחש בדרך כלל כאשר חומרים רגישים לשינויים ב לַחַץ, איך ה גזים. במקרה של נוזלים י מוצק, שינויים בלחץ אינם גורמים לשינויים גדולים במהירות התגובות שלך.
- מצב צבירה שבו נמצאים הריאגנטים. מוצקים נוטים להגיב לאט יותר מנוזלים או גזים, אם כי המהירות תהיה תלויה גם בתגובתיות של כל חומר.
- שימוש בזרזים. הם חומרים המשמשים להגברת מהירות התגובות הכימיות. חומרים אלו אינם לוקחים חלק בתגובות, הם רק שולטים בקצב התרחשותם. ישנם גם חומרים הנקראים מעכבים, שמשתמשים בהם באותו אופן אך גורמים להשפעה הפוכה, כלומר מאטים תגובות.
- אנרגיית אור (אוֹר). חלק מהתגובות הכימיות מואצות כאשר מאיר עליהן אור.
- ריכוז ריאגנטים. רוב התגובות הכימיות מתרחשות מהר יותר אם יש בהן ריכוז גבוה של הריאגנטים שלהן.
דוגמאות לשינוי כימי
ייצור מלחים מחומצת סוללה הוא שינוי כימי.
כל תגובה כימית היא דוגמה מושלמת לשינויים כימיים, גם אלה המתרחשים בגופנו. חלק מהדוגמאות הן:
- הנשימה. זהו תהליך ביולוגי של שינוי כימי, שבו נלקח חמצן מה- אוויר והוא משמש כדי להגיב עם הגלוקוז שאנו מקבלים ממנו מזון, יצירת רמות גבוהות של אנרגיה כימית (ATP) וכמויות של פחמן דו חמצני פסולת (CO2), אשר יש לגרש מן אורגניזם.
- גשם חומצי. מתרחש בסביבות בהן אַטמוֹספֵרָה זה מאוד מזוהם. בדרך כלל היא תוצאה של שינויים כימיים המתרחשים בין המים האגורים בעננים לבין גזים אחרים המפוזרים באוויר, שתכולת תחמוצת הגופרית או תחמוצת החנקן מייצרת חומצה גופרתית או חומצה חנקתית שיורדת יחד עם הגשם.
- היווצרות מלחים. התגובה המתרחשת בתוך סוללות נוצר בין חומצה לא מַתֶכֶת. למשל, בסוללות שמשתמשות עוֹפֶרֶת י חומצה גופרתית מיוצר עופרת (II) סולפט, מלח של צֶבַע לבן.
שינוי כימי ושינוי פיזיקלי
שינויים פיזיקליים בחומר אינם משנים את הרכבו, כלומר אינם משנים את המבנה הכימי של חומרים, כך שבאמצעות שינוי פיזיקלי לא ניתן לפרק או להיווצר חומרים. שינויים פיזיים משנים רק תכונות פיזיקליות של חומרים כמו צורה, צורה, צְפִיפוּת וה מצבי צבירה (גז נוזלי מוצק). מצד שני, שינויים פיזיים הם בדרך כלל הפיכים, מכיוון שהם משנים את הצורה או את מצב צבירה, אבל לא ההרכב שלו.
לדוגמה, על ידי הרתחת מים נוכל להמיר נוזל לגז, אבל קִיטוֹר התוצאה עדיין מורכבת ממולקולות מים. להיפך, אם נקפיא את מים, הוא עובר למצב מוצק, אבל זה עדיין אותו חומר מבחינה כימית. דוגמה נוספת היא הגז הנוזלי שבו אנו משתמשים במציתים שלנו, שהוא בדרך כלל בוטאן (C4H10) או פרופאן (C3H8) ההופך למצב נוזלי על ידי הפעלת לחץ גבוה, אך מבלי לשנות את ההרכב הכימי שלו.
שינויים כימיים משנים את ההתפלגות והקשר של אטומים של חומר, גורם להם להתאחד בצורה שונה, ובכך לקבל חומרים שונים מהראשוניים. כאשר מתרחש שינוי כימי, אתה תמיד מקבל את אותה כמות חומר שהייתה לך בהתחלה, גם אם הוא נמצא ב פרופורציותמכיוון שאי אפשר ליצור או להרוס חומר, רק להפוך אותו.
לדוגמה, אם נגיב מים (H2O) ואשלגן (K), נקבל שני חומרים חדשים: אשלגן הידרוקסיד (KOH) ומימן (H2). זוהי תגובה שבדרך כלל משחררת הרבה אנרגיה, ולכן היא מסוכנת מאוד.