אנו מסבירים מהן תופעות כימיות, מאפייניהן, סיווגן ודוגמאות. כמו כן, מהן תופעות פיזיקליות.
מהן תופעות כימיות?
תופעות כימיות הן תהליכים תרמודינמית שבהם שניים או יותר חומרים, הנקראים מגיבים, משנים את המבנה המולקולרי שלהם ומייצרים חומרים חדשים, הנקראים מוצרים. המגיבים או המוצרים יכולים להיות אלמנטים אוֹ תרכובות כימיות. תופעות כימיות נקראות גם תגובות כימיות או שינויים כימיים, מונחים שהם מילים נרדפות.
בתופעות כימיות יש שינוי משמעותי בחומר, שלעולם אינו זהה בתחילת התגובה לסיומה, באופן שלרוב הוא בלתי הפיך ולא תמיד נראה בעין בלתי מזוינת. מצד שני, הסכומים של חוֹמֶר י אֵנֶרְגִיָה מעורבים לפני ואחרי התגובה הכימית מתרחשת, הם תמיד נשארים קבועים.
ה תגובה כימית נפוצים בימינו ורבים מהם הם המפתח בייצור של מוצרים, השגת אנרגיה ותהליכים אחרים בעלי חשיבות עבור חֶברָה.
סוגי תגובות כימיות
לפני שמציגים את הסוגים השונים של תגובות כימיות, חשוב להכיר כמה מהסמלים המשמשים לייצוג תגובות אלו באמצעות משוואות כימיות:
תגובות כימיות מסווגות, קודם כל, לפי סוגי התרכובות הכימיות שבהן הן כרוכות. לכן יהיו לנו תגובות כימיות אורגניות ואנאורגניות, וכל סוג מסווג באופן עצמאי:
- תגובות אנאורגניות. הם אלה הכוללים תרכובות אנאורגניות, וניתן לסווג אותם:
- על פי סידור מחדש של האטומים של המגיבים כאשר הם הופכים לתוצרים:
- תגובות סינתזה או הוספה. שני ריאגנטים מתחברים זה לזה כדי לגרום לחומר שונה.
- תגובות פירוק. חומר אחד מגיב עם חומר אחר ומתפרק למרכיביו הפשוטים ביותר.
- תגובות החלפה או עקירה פשוטות. תרכובת או יסוד אחד תופסים את מקומו של אחר, בתוך תרכובת גדולה או מורכבת יותר, מחליפים אותו ומשאירים אותו חופשי.
- תגובות החלפה כפולות. שני ריאגנטים מחליפים תרכובות כימיות או יסודות בו זמנית.
- תגובות סינתזה או הוספה. שני ריאגנטים מתחברים זה לזה כדי לגרום לחומר שונה.
- לפי האנרגיה המוחלפת במהלך התגובה:
- תגובות אנדותרמיות. הן תגובות שסופגות חוֹם כאשר הם מתרחשים.
- תגובות אקסותרמיות. הן תגובות המשחררות חום כשהן מתרחשות.
- תגובות שצריכות אור כדי להתרחש. הם אלה שסופגים אוֹר כאשר הם מתרחשים.
- תגובות הפולטות אור כשהן מתרחשות. הם אלה שכאשר הם מתרחשים פולטים אנרגיה בצורה של אור.
- תגובות אנדותרמיות. הן תגובות שסופגות חוֹם כאשר הם מתרחשים.
- לפי מהירות התגובה:
- תגובות מהירות. אלו תגובות המתרחשות תוך זמן קצר מאוד.
- תגובות איטיות הן תגובות שבהן היווצרות מוצרים מגיבים מסוימים אורכת זמן רב.
- תגובות מהירות. אלו תגובות המתרחשות תוך זמן קצר מאוד.
- על פי סידור מחדש של האטומים של המגיבים כאשר הם הופכים לתוצרים:
- תגובות אורגניות. תגובות אורגניות תלויות בסוג התרכובת האורגנית המדוברת, שכן לכל קבוצה פונקציונלית יש מגוון של תגובות ספציפיות: אלקנים, אלקנים, אלכוהול, קטונים, אלדהידים וכו'.
דוגמאות לתופעות כימיות
חלודה וקורוזיה הן תופעות כימיות.
כל תגובה כימית היא דוגמה טובה לתופעות כימיות, גם כאלו המתרחשות בתוך גופנו. אנו יכולים להזכיר כמה מקרים פשוטים:
- חִמצוּן. אנחנו יכולים לראות את התופעה הזו מתכות, במיוחד בסביבות מלוחות (שכן מלח פועל כזרז, ומאיץ את התגובה בין חמצן ל מַתֶכֶת), ומורכב מהיווצרות שכבת חלודה (או תחמוצת) על פני המתכת המחומצת. זה מתרחש גם בתוך הגוף שלנו, שכן עם החמצן שאנחנו לוקחים לִנְשׁוֹם, לאחר מכן נמשיך אל לחמצן מולקולות גלוקוז, מקבל אנרגיה כימית.
- שְׂרֵפָה. זוהי תגובת חמצון מהירה שעלולה לגרום לשריפה. למשל, כאשר אנו מדליקים נייר בגפרור וצופים בו הופך לאפר. סוגים אלה של תגובות כרוכים בחומר בעירה (נייר) וא מְחַמצֵן (חמצן מ אוויר) בנוכחות עלייה ב טֶמפֶּרָטוּרָה.
- קורוזיה. היא תוצאה של תגובה אלקטרוכימית של חומר (בדרך כלל מתכת) עם הסביבה המקיפה אותו. כאשר חומר משית, הוא מתקלקל ויכול להתבלות, להישבר או להישבר. חומרים כגון עץ, קרמיקה, כמה פלסטיק ואפילו עור אנושי, יכול גם לסבול מקורוזיה.
- ייצור מלחים. כשהם מערבבים א חוּמצָה ומתכת, כמו במקרה של שפיכת תכולת חלק סוללות ישן בתוך התא של שלט רחוק בטלוויזיה, מייצרים מלח מסוג כלשהו, בהתאם למתכת ולחומצה.
תופעות כימיות ותופעות פיזיקליות
שינוי פיזי יכול להיות פשוט כמו שינוי ממצב מוצק לנוזל.ההבדל בין תופעות פיזיקליות לתופעות כימיות קשור לסוג השינוי המתרחש בחומר. תופעות פיזיקליות קשורות לשינויי צורה ומצב שבהם החומר נשאר זהה מבחינה כימית, כלומר אינן כרוכות בתגובות כימיות.
למשל, אם אנחנו קופאים מים, נוכל להפוך אותו ל-a מוצק (קרח) מבלי להפסיק להיות מורכב ממימן וחמצן.
במקום זאת, תופעות כימיות מארגנות מחדש את המבנה מולקולרית של חומר, מתהווה ונשבר קישורים כימיים בין ה אטומים ויצירת חומרים חדשים. הסיבה לכך היא שמתרחשת תגובה כימית, בדרך כלל בלתי הפיכה, שבה מתקבלים חומרים אחרים מהראשוניים.
לדוגמה, לאחר שריפת נייר והפיכתה לאפר, לא נוכל להחזיר אותה למצבה המקורי.