Примеры химических и физических явлений в природе.
2014-06-04Ознакомление со смесями и физическими явлениями позволило вам сделать вывод, что и в смесях при выполнении физических явлений состав веществ остается неизменным, а компоненты смесей сохраняют свои свойства. Так, во время плавления льда, кипения и замерзания воды ее молекулы сохраняются.
Химические явления. Химические явления в корне отличаются от физических. К началу химического явления существуют одни вещества, после него они превращаются в другие.
Химические явления — это изменения, в результате которых одни вещества превращаются в другие. их еще называют химическими реакциями.
Чтобы убедиться, произошло химическое явление, надо обнаружить образование новых веществ. Проще всего это сделать, когда наше зрение фиксирует признаки химического явления: выделение газа, образование осадка, изменение цвета, появление света и тепла. В изображенных на рис. 39 (см. с. 64) примерах химических явлений присутствуют эти признаки.
К признакам химических явлений относится и появление запаха. Достаточно летом подержать мясные продукты несколько дней и даже часов в холодильнике, как
Наведите доказательства того, что в смесях их компоненты сохраняют свойства.
О том, что произошло химическое явление, свидетельствовать появление неприятного запаха.
Признаками химических явлений является выделение газа, образование осадка, изменение цвета, появление запаха, света и тепла.
Гниение как естественное химическое явление. Задумывались ли вы над тем, почему в густом лесу мы не «тонем» в опал ом письме и куда в природе исчезают опавшие ветви деревьев, плоды, засохла трава? Действительно, есть над чем задуматься и поучиться у природы, чтобы не иметь мороки с мусором.
Оказывается, что при благоприятных условиях отмершие остатки растений и животных перегнивают. Гниением называется естественное химическое явление, во время которого органические вещества, преимущественно белки, превращаются в другие органические, а также неорганические вещества. Вследствие этого почва обогащается питательными веществами (перегноем, или гумусом). Гниению способствуют влажность, бактерии, ограниченный доступ воздуха. Признаком этого природного химического явления является выделение тепла.
Вследствие гниения образуются простые вещества, они попадают в почву, воду, воздух и снова поглощаются растениями и участвуют в образовании новых органических веществ.
Благодаря гниению не накапливаются отмершие остатки организмов, а почва обогащается перегноем.
Это важно в природе химическое явление в быту лини не всегда желательно, так как через него продукты питания становятся непригодными к употреблению. Способами, препятствующими гниению органических веществ пищи, является консервирования, варки, соления, замораживания.
В природе происходит множество химических явлений.
Так в растениях с углекислого газа и воды образуются органические вещества и необходимый для жизни кислород. Благодаря химическим явлениям организм животных и человека получает все необходимые для роста и развития вещества.
копилка знаний
Химические явления люди научились осуществлять в лабораториях и на заводах. Насколько это важно сейчас, вы убеждаетесь постоянно. Прежде всего следует назвать производство металлов, каучука и резины, пластмасс, покрытий для крыш и полов, цемента, удобрений для растений, пищевых добавок для животных. Каждое из этих производств человек осваивал в разные времена. Изучая историю, вы узнаете о бронзовый и железный века. Названия подтверждают важность освоенных людной химических явлений, благодаря которым ей удалось заменить каменный копье, деревянную борону металлическими орудиями.
Ключевые слова конспекта: Физические явления, химические явления, химические реакции, признаки химических реакций, значение физических и химических явлений.
Физические явления — это явления, при которых обычно изменяется только агрегатное состояние веществ. Примеры физических явлений - плавление стекла, испарение или замерзание воды.
Химические явления — это явления, в результате которых из данных веществ образуются другие вещества. При химических явлениях исходные вещества превращаются в другие вещества, обладающие другими свойствами. Примеры химических явлений - сгорание топлива, гниение органических веществ, ржавление железа, скисание молока.
Химические явления иначе называют химическими реакциями.
Условия возникновения химических реакций
О том, что при химических реакциях одни вещества превращаются в другие, можно судить по внешним признакам : выделению теплоты (иногда света), изменению окраски, появлению запаха, образованию осадка, выделению газа.
Для начала многих химических реакций необходимо привести в тесное соприкосновение реагирующие вещества . Для этого их измельчают и перемешивают; площадь соприкосновения реагирующих веществ при этом увеличивается. Наиболее тонкое дробление веществ происходит при их растворении, поэтому многие реакции проводят в растворах.
Измельчение и перемешивание веществ - только одно из условий возникновения химической реакции. Например. при соприкосновении древесных опилок с воздухом при обычной температуре опилки не загораются. Для того чтобы началась химическая реакция, во многих случаях необходимо нагревание веществ до определённой температуры.
Следует различать понятия «условия возникновения» и «условия течения химических реакций» . Так, например, чтобы началось горение, нагревание нужно только вначале, а затем реакция протекает с выделением теплоты и света, и дальнейшее нагревание не требуется. А в случае разложения воды приток электрической энергии необходим не только для начала реакции, но и для дальнейшего её протекания.
Важнейшие условия возникновения химических реакций - это:
- тщательное измельчение и перемешивание веществ;
- предварительное нагревание веществ до определённой температуры.
Значение физических и химических явлений
Большое значение имеют химические реакции. Они используются для получения металлов, пластмасс, минеральных удобрений, медикаментов и т. д., а также служат источником различных видов энергии. Так, при сгорании топлива выделяется теплота, которую используют в быту и в промышленности.
Все процессы жизнедеятельности (дыхание, пищеварение, фотосинтез и др.), протекающие в живых организмах, также связаны с различными химическими превращениями. Например, химические превращения веществ, содержащихся в пище (белков, жиров, углеводов), протекают с выделением энергии, которая используется организмом для обеспечения процессов жизнедеятельности.
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.
Часто от многих людей, которые обсуждают тот или иной процесс, можно услышать слова: "Это физика!" или Действительно, практически все явления в природе, в быту и в космосе, с которыми встречается человек в течение своей жизни, можно отнести к одной из этих наук. Интересно разобраться, чем физические явления отличаются от химических.
Наука физика
Прежде чем отвечать на вопрос, чем физические явления отличаются от химических, необходимо разобраться, какие объекты и процессы исследует каждая из этих наук. Начнем с физики.
С древнегреческого языка слово "fisis" переводится, как "природа". То есть, физика - это наука о природе, которая изучает свойства объектов, их поведение в различных условиях, преобразования между их состояниями. Цель физики заключается в определении законов, которые регулируют происходящие природные процессы. Для этой науки не важно, из чего состоит изучаемый объект, и каков его химический состав, для нее важно лишь, как будет себя вести объект, если воздействовать на него теплом, механической силой, давлением и так далее.
Физика делится на ряд разделов, которые изучают определенный более узкий круг явлений, например, оптика, механика, термодинамика, атомная физика и так далее. Кроме того, многие самостоятельные науки зависят полностью от физики, например, астрономия или геология.
В отличие от физики, химия является наукой, изучающей структуру, состав и свойства материи, а также ее изменение в результате химических реакций. То есть, объектом изучения химии является химический состав и его изменение в ходе определенного процесса.
Химия, как и физика, имеет множество разделов, каждый из которых изучает определенный класс химических веществ, например, органическая и неорганическая, био- и электрохимия. На достижения этой науки опираются исследования в медицине, биологии, геологии и даже астрономии.
Интересно отметить, что химия, как наука, не признавалась древнегреческими философами из-за ее ориентированности на эксперимент, а также из-за псевдонаучных знаний, которые ее окружали (напомним, что современная химия "родилась" из алхимии). Только с эпохи Возрождения и во многом благодаря работам английского химика, физика и философа Роберта Бойля химию стали воспринимать как полноценную науку.
Примеры физических явлений
Можно привести огромное число примеров, которые подчиняются физическим законам. Например, каждый школьник знает уже в 5 классе физическое явление - движение автомобиля по дороге. При этом не важно, из чего состоит этот автомобиль, откуда он берет энергию, чтобы двигаться, важно лишь то, что он перемещается в пространстве (по дороге) вдоль некоторой траектории с определенной скоростью. Более того, процессы разгона и торможения автомобиля также являются физическими. Движением автомобиля и других твердых тел занимается раздел физики "Механика".
Еще один всем известный - таяние льда. Лед, будучи твердым состоянием воды, при атмосферном давлении может сколь угодно долго существовать при температурах ниже 0 o C, но, если температуру окружающей среды увеличить хотя бы на долю градуса, либо, если льду непосредственно передать тепло, например, взяв его в руку, то он начнет таять. Этот процесс, который идет с поглощением тепла и изменением агрегатного состояния материи, является исключительно физическим явлением.
Другими примерами физических явлений являются плавание тел в жидкостях, вращение планет по своим орбитам, электромагнитное излучение тел, преломление света при переходе через границу двух разных прозрачных сред, полет снаряда, растворение сахара в воде и другие.
Примеры химических явлений
Как было сказано выше, любые процессы, которые происходят с изменением химического состава тел, принимающих в них участие, изучаются химией. Если возвращаться к примеру с автомобилем, то можно сказать, что процесс сжигания топлива в его двигателе является ярким примером химического явления, поскольку в результате него углеводороды, взаимодействуя с кислородом, приводят к образованию совершенно других основными из которых являются вода и углекислый газ.
К еще одному из ярких примеров рассматриваемого класса явлений относится процесс фотосинтеза в зеленых растениях. Изначально они располагают водой, углекислым газом и солнечным светом, после же завершения фотосинтеза исходных реагентов уже нет, а на их месте образуются глюкоза и кислород.
В общем случае можно говорить, что любой живой организм представляет собой настоящий химический реактор, поскольку в нем происходят огромное количество преобразовательных процессов, например, распад аминокислот и образование из них новых протеинов, перевод углеводородов в энергию для мышечных волокон, процесс дыхания человека, при котором гемоглобин связывает кислород, и многие другие.
Одним из удивительных примеров химических явлений в природе признано холодное свечение светлячков, которое является результатом окисления специального вещества - люциферина.
В технической сфере примером является изготовление красителей для одежды и продуктов питания.
Отличия
Чем физические явления отличаются от химических? Ответ на этот вопрос можно понять, если проанализировать приведенную выше информацию об объектах изучения физики и химии. Основным отличием между ними является изменение химического состава рассматриваемого объекта, наличие которого свидетельствует о преобразованиях в нем, в случае же неизменных химических свойствах тела говорят о физическом явлении. Важно не путать перемену в химическом составе и изменение структуры, под которой понимается пространственное расположение атомов и молекул, образующих тела.
Обратимость физических и необратимость химических явлений
В некоторых источниках, при ответе на вопрос, чем физические явления отличаются от химических, можно встретить информацию о том, что физические явления являются обратимыми, а химические - нет, однако, это не совсем верно.
Направление любого процесса можно определить, используя законы термодинамики. Эти законы говорят, что всякий процесс может идти самопроизвольно только в случае уменьшения его энергии Гиббса (уменьшении внутренней энергии и увеличении энтропии). Однако, этот процесс всегда можно обратить вспять, если использовать внешний источник энергии. Для примера скажем, что недавно ученые открыли обратный фотосинтезу процесс, который является химическим явлением.
Этот вопрос был специально вынесен в отдельный пункт, поскольку многие люди считают горение химическим явлением, но это не верно. Однако, считать процесс горения физическим явлением, тоже будет неправильно.
Распространенное явление горения (костер, сгорание топлива в двигателе, газовая конфорка или горелка и т. д.) - это сложный физико-химический процесс. С одной стороны, он описывается цепью химических реакций окисления, но с другой стороны, в результате этого процесса происходит сильное тепловое и световое электромагнитное излучение, а это уже область физики.
Где находится граница между физикой и химией?
Физика и химия - это две разные науки, которые обладают различными методами исследования, при этом физика может быть как теоретической, так и практической, химия же является, в основном, практической наукой. Однако, в некоторых областях эти науки соприкасаются настолько близко, что граница между ними размывается. Ниже приводятся примеры научных отраслей, в которых трудно определить, "где физика, а где химия":
- квантовая механика;
- ядерная физика;
- кристаллография;
- материаловедение;
- нанотехнологии.
Как видно из списка, физика и химия тесно пересекаются, когда рассматриваемые явления имеют атомный масштаб. Такие процессы принято называть физико-химическими. Любопытно отметить, что единственным человеком, который получил Нобелевскую премию по химии и физике одновременно, является Мария Склодовская-Кюри.
Вокруг нас постоянно протекают различные химические реакции. Химия присутствует каждый раз, когда мы готовим, дышим или жуем. На сковородах и в кастрюлях происходят сложнейшие химические и биохимические процессы. В этой статье вы узнаете, как их использовать в повседневной жизни.
1. Анализ веществ с помощью жидкости-индикатора
Материалы и инструменты :
пищевая сода;
кастрюля;
стеклянная банка;
чайная ложка;
три стакана.
красная капуста;
Ход опыта
- Нарежьте капусту тонкими ломтиками и залейте кипятком.
- Когда вода окрасится в фиолетовый цвет, слейте ее через ситечко в банку. Получилась жидкость-индикатор.
- В один стакан налейте воды и выжмите сок лимона, в другой - воды с пищевой содой, в третий - только воды.
- В каждый стакан добавьте ложку жидкости-индикатора.
Результат опыта
Вода с лимоном окрашивается в розовый цвет, вода с содой - в сине-зеленый, чистая вода приобретает цвет жидкости-индикатора.
Red cabbage indicatorНаучное объяснение
Отвар красной капусты является индикатором - веществом, способным менять цвет в зависимости от того, взаимодействует ли оно с кислотой (в нашем случае становится розовым) или с основанием (становится синим или зеленым, как во втором стакане). В ходе опыта жидкость-индикатор дала понять, что в первом стакане находится кислое вещество, во втором - основание, а вода в третьем стакане является нейтральным веществом.
2. Как удалить накипь в чайнике?
Материалы и инструменты :
лимонная кислота;
Ход опыта
- Нужно развести в 1 литре воды 1-2 чайные ложки кислоты.
- Залить раствор в чайник и прокипятить.
- Ополоснуть чайник и прокипятить воду «вхолостую».
Результат опыта
Накипь исчезнет без следа, легко отслоившись под действием кислоты.
Научное объяснение
Накипь состоит в основном из карбоната кальция, который образуется при разложении гидрокарбоната кальция, содержащегося в природных водах. В результате реакции под действием лимонной кислоты образуются растворимый в воде цитрат кальция, углекислый газ и вода.
2C₆H₈O₇ + 3CaCO₃ = Ca₃(C₆H₅O₇)₂ + 3CO₂ + 3H₂O
3. Свежая ли рыба?
Материалы и инструменты :
жидкость-индикатор (см. п. 1);
чайная ложка.
Ход опыта
- На туловище рыбы делаем глубокий надрез.
- Залейте в надрез ложку жидкости-индикатора.
Результат опыта
Если надрез приобрел розовый или сиреневый оттенок, рыба свежая. Синий или зеленый цвет свидетельствует об обратном.
Научное объяснение
Будучи хорошим индикатором, отвар красной капусты позволил нам определить кислотность среды. Слабо-сиреневая или розовая окраска указывает на нейтральную или слабокислую реакцию - значит, рыба хорошего качества.
Синий или зеленый цвет свидетельствует о щелочной среде, то есть рыба испортилась. Нажмите , чтобы узнать из чего еще можно приготовить природный рН-индикатор в домашних условиях.
4. Есть ли в молоке крахмал?
Самый верный способ определить, есть ли в молоке крахмал, - капнуть туда немного йода. В обезжиренное молоко нередко добавляют крахмал, чтобы придать ему густоты.
Материалы и инструменты :
раствор йода;
Ход опыта
- Наливаем в стакан немного молока.
- Капаем йод.
- Наблюдаем за реакцией.
Результат опыта
Если жидкость приобрела синеватый оттенок, значит, в молоке есть крахмал. Если по ней пошли желтоватые круги, то вам повезло: добавок в таком молоке нет.
Научное объяснение
Раствор йода сработал как индикатор: при контакте с крахмалом он изменил цвет.
5. Свежее ли молоко?
Материалы и инструменты :
пищевая сода;
Ход опыта
- Наливаем полстакана молока.
- Всыпаем ½ ч. л. соды.
- Наблюдаем за реакцией.
Результат опыта
Если появилась пена, молоко прокисло.
Научное объяснение
При добавлении бикарбоната натрия (соды) в кислую среду происходит реакция нейтрализации. Кислота и щелочь (сода) нейтрализуют друг друга, выделяя углекислый газ, который вспенивает смесь.
6. Готовим лимонад
Материалы и инструменты :
лимонная кислота;
пищевая сода;
Ход опыта
- Насыпаем в пробирку по одной чайной ложке лимонной кислоты и соды, затем добавляем две чайные ложки сахарного песка.
- Пересыпаем всю смесь в сухую чистую чашку, основательно перемешиваем.
- Разделяем смесь на несколько равных частей. Каждую часть можно упаковать в пакетик.
- Одну такую часть высыпать в стакан и залить водой.
Результат опыта
Получится шипучий и газированный напиток, освежающий, как лимонад.
Научное объяснение
При взаимодействии лимонной кислоты и гидрокарбоната натрия происходит реакция нейтрализации. Получаем натриевую соль лимонной кислоты, углекислый газ и воду.
Н₃С₆Н₅О₇ + 3NaHCO₃ –> Na₃C₆H₅O₇ + 3CO₂ + 3H₂O
7. Как сварить треснутое яйцо?
Материалы и инструменты :
Ход опыта
В кипящую подсоленную воду кладем яйцо и варим 5 минут.
Результат опыта
Яйцо сварится и не вытечет из скорлупы.
Научное объяснение
Соль действует на белок, как коагулянт на коллоидный раствор. В результате белок свертывается в щели скорлупы.
