KEMIALLISET MUUTOKSET: OMINAISUUDET, ESIMERKIT, TYYPIT - KEMIA - 2026

Kemialliset muutokset ovat muutoksia, jotka tapahtuvat aineiden tai aineen kemiallisista reaktioista. Niille on tunnusomaista, että ne ovat peruuttamattomia, koska niihin liittyy uusien sidosten muodostuminen, jotka tarvitsevat energiaa tai muita reaktioita niiden vaikutusten kääntämiseksi.

Esimerkiksi elämä ja sen biokemia koostuvat jatkuvista kemiallisista muutoksista, jotka paljastavat lukemattomia reaktioita, jotka tapahtuvat elävissä olennoissa. Tuloksena on kasvi- ja eläinkudosten kasvu, kehitys ja ikääntyminen; että kuten tiedetään, tieteellisesti ja termodynaamisesti, se on peruuttamaton prosessi.

Lehtien värinmuutos syksyn aikana on esimerkki kemiallisesta muutoksesta. Lähde: Jake Colvin Pexelsin kautta.

Siksi elävissä olennoissa, selkärangattomista selkärankaisiin, löydämme kemiallisia muutoksia, vaikka ne käyttäisivät ruokaansa, koska ne käyttävät entsymaattisia reaktioita hajottamaan niitä ja hyödyntämään niistä energiaa ja kemiallista materiaalia, jonka he niistä ottavat.

Kuinka tunnistaa kemialliset muutokset?

Esimerkki kemiallisesta muutoksesta

Yksi tärkeimmistä ominaisuuksista tunnistaa ne luonnossa on tarkkailla, tapahtuuko värinmuutos tai tuottaako tietty haju. Vuoden vuodenaikoina on siis arvostettu, kuinka puut alkavat vähitellen muuttaa lehtiensä väriä; niissä klorofylli ja sen luonnolliset pigmentit käyvät läpi kemiallisia reaktioita.

Lehtien punoitus syksyllä on erittäin selvä esimerkki kemiallisesta muutoksesta. Yhdistämällä se elämään, mustekalat ja kameleontit naamioivat itsensä sarjan kemiallisten reaktioiden ansiosta, joihin osallistuvat nahkojen solut; mutta toisin kuin lehdet, ne voivat kääntää värimuutokset muilla reaktioilla, jotka "deaktivoivat" naamioinnin.

Taivaan ja pilvien eri värit eivät kuitenkaan ole kemiallisten, mutta fysikaalisten muutosten tulosta: Raleighin sironta. Samaan aikaan vaatteiden valkaisu ja niiden tahrojen poistaminen samoin kuin vaatteiden värjäys väriaineilla ovat kemiallisia muutoksia.

ominaisuudet

Mainittiin, että värin ja hajun muutos ovat kaksi pääominaisuutta, että kemiallinen muutos on tapahtunut, ja että siksi on tapahtunut ilmiö, joka sisältää yhden tai useamman kemiallisen reaktion.

Seuraavaksi käsitellään muita tärkeitä ominaisuuksia, joiden avulla voimme havaita sen suoraan aisteillamme. Mitä enemmän ominaisuuksia voidaan havaita, sitä todennäköisempää on, että meillä on kemiallinen muutos eikä fyysinen muutos.

Lämpötilan muutos tai valon vapautuminen

Kemialliseen muutokseen liittyy lämpötilan nousu (eksoterminen reaktio) tai lasku (endoterminen reaktio); ts. jos syntyy lämpöä tai, päinvastoin, saadaan vastaavasti kylmä tunne. Lisäksi joskus lämmön vapautuminen tapahtuu samanaikaisesti valon kanssa.

Kaasun muodostuminen

Kaasujen muodostuminen liittyy suoraan hajujen muutoksiin. Jos kaasua muodostuu nestemäisessä väliaineessa, havaitaan kuplimista, mikä osoittaa kemiallisen muutoksen.

Tämä johtuu siitä, että molekyylejä, joilla on korkea höyrynpaine, jotka sekoittuvat helposti ilman, tai siitä, että vapautumisen pienten molekyylien, kuten CO ₂, H ₂ S, CH ₄, O ₂, jne., Jotka ovat lopputuotteiden tietyt reaktiot.

Sakan muodostuminen

Jos reaktiot tapahtuvat nestemäisessä väliaineessa ja sakan muodostumista alkaa tarkkailla, väristä tai rakenteesta riippumatta, sanotaan tapahtuneen kemiallinen muutos. Samoin voi olla tilanne, jossa kaksi kaasua sekoittuu ja muodostaa tuhkaa tai suoloja.

korjautumattomuus

Vaikka on totta, että on olemassa palautuvia reaktioita, jotka kykenevät muodostamaan tasapainon, muutokset, jotka on aikaansaatu ominaispiirteidensä kanssa, ovat itsessään peruuttamattomia; He tarvitsevat muita reaktioita tai kaikenlaista energiaa puuttuakseen vaikutuksiinsa päinvastaiseksi. Ja silti, monissa tapauksissa se on käytännössä mahdotonta.

Tämä peruuttamattomuus havaitaan koostumuksen muutoksessa tai aineen huonontumisessa. Esimerkiksi liekissä palava ja tuhkana päättyvä puu, jonka lopullinen koostumus on erilainen kuin puun, ei pysty millään tavalla kääntämään tapahtunutta kemiallista muutosta; Ellei aikaa voida kääntää takaisin

Tyypit

Itse kemiallisiin muutoksiin ei sovelleta mitään luokitusta: ne havaitaan aisteillamme ja voidaan päätellä tai tutkia, millaisia ​​kemiallisia reaktioita tapahtuu. Siksi tällaiset muutokset johtuvat epäorgaanisten, orgaanisten tai biokemiallisten reaktioiden ryhmästä.

Kun puhutaan epäorgaanisista "muutoksista", sanotaan, että kyseessä ei ole hiili-luuyhdisteyhdiste, vaan pikemminkin kaikki siirtymämetallikompleksit; oksidit, sulfidit, hydridit, nitridit, halogeenit, muiden yhdisteiden joukossa.

Samaan aikaan hiilidioksidiyhdisteet osallistuvat orgaanisiin ja biokemiallisiin muutoksiin sillä erolla, että ensin mainitut tapahtuvat yleensä organismien ulkopuolella (paitsi lääkkeiden suorittamissa reaktioissa) ja jälkimmäiset niiden sisällä (entsyymien suhteen)., metabolia, biomolekyylit).

esimerkit

Paperien kellastuminen

Paperitaitokset muuttuvat keltaisiksi ajan myötä. Lähde: makamuki0 Pixabayn kautta.

Ajan myötä paperit menettävät valkoisuutensa muuttua kellertäviksi tai ruskeiksi. Tämä prosessi johtuu sen polymeerien, erityisesti ligniinin, hapettumisesta, jotka sisältävät yhdessä selluloosan kanssa happiatomeja, jotka lopulta heikentävät niiden molekyylien välistä vuorovaikutusta.

Ilotulitus

Ilotulitus edustaa palamisreaktiota, jossa ponneaineiden, kaliumnitraatin, hiilen ja rikin seos palaa, samalla kun elektronisesti jännittävät metallisuolat, jotka värittävät syntyvät räjähdykset.

onteloita

Karies aiheuttaa värinmuutoksen hampaissa niiden demineralisoitumisen vuoksi, jotka johtuvat hapoista, joita syntyy, kun mikro-organismit sulavat sakkaroosia ruoasta. Hammasemali, joka koostuu kalsiumfosfaattien mineralogisesta matriisista, menettää ioninsa, kun happamuus kasvaa ja onteloiden muodostuminen etenee.

Levien kasvu

Järvissä kasvaa levien ja mikro-organismien kerros on joskus sellainen, että siitä voi tulla tahmea. Lähde: Michael Meiters (https://www.flickr.com/photos/psychofreakx3/5963134909)

Järvien rehevöityminen kannustaa kasvattamaan leviä, jotka peittävät niiden pinnan vihreänä veden kemiallisten ominaisuuksien muutoksen seurauksena; muutos, joka lopulta on näkyvää ja negatiivista vesieläimelle.

Alka-Seltzerin liukeneminen

Kun Alka-Seltzer liukenee veteen, se alkaa vapauttaa kuplia, jotka osoittavat niiden poreilevan. Kaasut johtuvat CO ₂ syntyy liukeneminen NaHCO ₃, yhdessä sitruuna- ja asetyylisalisyylihappoa, jotka tulevat puristettu tabletti.

Keholliset ravinteet

Hikoillessamme on väistämättä ennemmin tai myöhemmin havaittava epämiellyttävät hajut aseiden alla, iholla tai jaloilla. Nämä huonot hajut johtuvat mikro-organismien syntetisoimista haihtuvista orgaanisista molekyyleistä, ja ne osoittavat, että on tapahtunut kemiallinen muutos.

Mätäneminen

Elävien olentojen tai ruoan orgaaninen hajoaminen ovat kemiallisia muutoksia, joihin liittyy joukko monimutkaisia ​​reaktioita. Huonoihin hajuihin liittyy koostumuksen ja värin muutos. Esimerkiksi hedelmien, kuten banaanien ja avokadojen, laho osoittaa kaikki nämä ominaisuudet.

Koksi ja minttu

Koksin ja mintun seos purkautuu kuin sooda-tulivuori. Lähde: Michael Murphy

Vaikka se on muodollisesti fysikaalinen reaktio, rikkomatta kemiallisia sidoksia, mutta kun peräkkäisessä tasapainossa on lajien H ₂ CO ₃ ja CO _{2 välistä vaikutusta}, kookoskola-mintun purkausta voidaan pitää viitteenä muiden räjähdysten havaitsemiseksi, jotka aiheuttavat voi olla puhtaasti kemiallista.

Piparminttu säädetään ydintymisaluetta pieniä kuplia CO _{2 muodostamiseksi}, joka imee osan liuenneen CO ₂ häiritsemällä sen vuorovaikutuksia vesimolekyylien kanssa. Siten liuenneen CO ₂ tiivisteitä useita pieniä kuplia, jotka vastustavat yhä veden pintajännitystä aiheuttama sokerin ja muiden yhdisteiden kanssa.

Tuloksena on, että CO ₂ -kuplat pakenevat vetämällä vettä, joka ei halua "vapauttaa" niitä. Tämä aiheuttaa näille piparminttuihottumille ominaisen vaahdon, kuten yllä olevasta kuvasta nähdään.

räjähdykset

Räjähdykset ovat yleensä erittäin voimakkaita palamisreaktioita, joista vapautuu savua, valoa ja lämpöä. Missä räjähdys tapahtuu, sinulla on kemiallinen muutos.

Puun polttaminen

Puu on pääosin valmistettu selluloosasta ja ligniinistä, molemmista orgaanisista polymeereistä. Sen hiiliatomit reagoivat voimakkaasti ilman hapen kanssa aiheuttaen CO: ta ja CO ₂: ta riippuen siitä, kuinka täydellinen palaminen on ja happipitoisuusasteesta.

Tämä on kemiallinen muutos, koska puun polymeerit eivät voi palata alkutilaansa lämmön, valon ja savun vapautumisen lisäksi.

auringonotto

Kemiallinen muutos heijastuu niissä, jotka nauttivat päivästä rannalla. Lähde: Pxhere.

Ihomme punoitus tai parkitus voimakkaassa auringossa osoittavat, että sen koostumus muuttui sen soluissa olevan melaniinin reaktion seurauksena, joka hapettuu ja hajoaa.

Punakaali mehu

Koeputket indikaattorilla violetti kaali. Lähde: Indikator-Blaukraut.JPG: Supermartlderivaattorityö: Haltopub

Violettikaalin mehusta alkaen voidaan suorittaa kokeilu värimuutosten näyttämiseksi pH: n funktiona. Sitä on helppo kopioida missä tahansa laboratoriossa tai keittiössä.

Jos tämä mehu lisätään erilaisiin koeputkiin, ne merkitään ja niihin lisätään erilaisia ​​aineita, happamasta (etikka) emäksiseksi (pesuaine), värivalikoimaa on (yläkuva).

Tämä johtuu siitä, että purppurakaali mehu sisältää luonnollisia happo-emäsindikaattoreita, jotka reagoivat pH: n muutoksiin. Mitä happamampi liuos, sitä punaisempi se näyttää; ja jos päinvastoin se on hyvin yksinkertainen, se muuttuu kellertäväksi.

Keitä muna

Kun muna on paistettu tai kypsennetty, annamme lämmön denaturoida sen proteiinit, rikkoen sen sidokset ja muodostaen muut samalla menettäen alkuperäisen rakenteensa.

Nahan haalistuminen

Nahkavärit voivat haalistua ilman hapen ja UV-säteilyn vaikutuksesta, jotka molemmat aiheuttavat väriaineiden ja orgaanisen materiaalin väliset kemialliset sidokset hajoamisen.

paistettu

Leipien ja makeisten havaittu värinmuutos sekä niiden ilmeinen määrän lisääntyminen verrattuna raa'aseen taikinaan, osoittavat erilaisia ​​kemiallisia muutoksia.

Ensinnäkin hiivan ja leivinjauheen aiheuttamasta noususta; ja toiseksi, Maillard-reaktiolla, jossa proteiinit ja sokerit reagoivat keskenään seoksen muuttamiseksi kultaiseksi.

Korroosio

Metallit ruostuvat, joten ne menettävät kiilkansa, tummenevat ja alkavat syöpyä, kun muodostuneet oksidikerrokset eivät enää voi tarttua tai sitoutua metallisiin sisätiloihin. Edustavin korroosio on raudan, johtuen sen oksidin ominaisesta ruskeasta väristä.

Akut

Paristoissa tai kennoissa tapahtuu kemiallisia reaktioita, jotka tuottavat sähköä, ulkoisten virtapiirien läpi kulkevia sähkövirtoja, jotka aktivoivat laitteitaan. Pohjimmiltaan anodi menettää elektroneja (hapettuminen), nämä elektronit aktivoivat laitteen (kaukosäädin, puhelin, kello, osoitin jne.) Ja päätyvät sitten katodiin (pelkistys).

Hyttysveri

Jos hyttyset puree meitä ja tappamme heidät heti tai muutamassa minuutissa, huomaat, että veri on vaaleanpunaista. Sillä välin, jos muutaman tunnin aika kuluu ja tappamme saman hyttysen, näemme, että veri on tummaa, siinä on jopa ruskeita sävyjä.

Tämä värinmuutos osoittaa, että veressä on tapahtunut kemiallisia reaktioita hyttysen sisällä.

Jodikello

Jodikelloreaktio on yksi edustavimmista kemiallisista muutoksista. Lähde: Daniel J. Lulu

Yksi vaikuttavimmista kemiallisista muutoksista näkyy kuuluisassa jodikelloreaktiossa. Sitä kutsutaan siitä syystä, että sen nopeutta voidaan säätää muuttamalla reagenssien pitoisuutta. Reaktio päättyy, kun voimakas, hyvin tummansininen väri tulee esiin, toisin kuin alkuperäisessä havaitussa läpinäkyvyydessä.

Tämä väri (ylempi kuva) johtuu tärkkelyksen ja anionisen kompleksin I ₃ ^- vuorovaikutuksista. Yksi sen versioista alkaa jodaatista, IO ₃ ^- ja bisulfiitista, HSO ₃ ^-:

IO ₃ ^- + 3HSO ₃ ^- → I ^- + 3HSO ₄ ^-

I ^- reagoi IO ₃ ^- väliaineesta tuottaa jodia:

IO ₃ ^- + 5I ^- + 6H ⁺ → 3I ₂ + 3H ₂ O

Ja tämä puolestaan ​​reagoi useamman bisulfiitin kanssa:

I ₂ + HSO ₃ ^- + H 2O → _{2 I} ^- + HSO ₄ ^- + 2H ⁺

Kun HSO ₃ ^- on päättynyt, toinen reaktio hallitsevia kunnes on ylimäärä I ₂, joka sitoutuu I ^- muodostamiseksi I ₃ ^-. Ja lopuksi, minä ₃ ^{- tulee} vuorovaikutuksessa tärkkelysmolekyylit pimenevän ratkaisu.

Norsu tahna

Elefanttipastakoe. Lähde: Ferbr1 Wikipedian kautta.

Jälleen, ja lopuksi, nimetään tietty kemiallinen reaktio, mutta muutoksilla, jotka ovat liian näkyviä jättääksesi pois: norsun hammastahna (yläkuva). Joissakin videoissa vaahdon määrä on sellainen, että voisit kirjaimellisesti harjata norsun suuhun.

Tämä reaktio perustuu katalyyttiseen vetyperoksidin hajoamisen, H ₂ O ₂ (vetyperoksidi), jossa jodidi-ioneja, I ^-, liukoisista suoloista, kuten Nal tai KI. Ensimmäinen tapahtuva reaktio on seuraavan kemiallisen yhtälön mukaan:

H ₂ O ₂ + I ^- → H ₂ O + IO ^-

IO ^- laji myöhemmin reagoi H ₂ O ₂ toisessa reaktiossa:

IO ^- + H ₂ O ₂ → H ₂ O + O ₂ + I ^-

Missä katalyytti I regeneroidaan ^- (ei kuluteta).

Huomaa, että lopputuotteet ovat H ₂ O ja O ₂. Jos reaktioseokseen lisätään pesuainetta ja väriaineita, vesi yhdessä hapen kanssa vaahtoaa voimakkaasti, mikä nousee säiliöstä ja ampuu ylöspäin painovoimaa vasten.

Polta paperi

Kun palaa poltetaan, muodostuu hiilidioksidia, vesihöyryä ja tuhkaa. Nämä kolme ainetta eroavat kemiallisesti ensimmäisestä aineesta, joten se on kemiallinen muutos.

Omenan hapettuminen

Kun omena hienonnetaan ja jätetään avoimeen, se muuttuu norsunluunvärinä ruskeksi tai okkeriksi. Tätä kutsutaan hapetukseksi.

Ruoka mätä

Kun ruoka pilaantuu, tapahtuu kemiallinen muutos. Esimerkiksi mätämunat käyvät läpi hajoamisprosessin, joka saa ne muuttamaan väriä ja hajua.

Jogurtin tuotanto

Jogurtti on seurausta maidon ja tiettyjen bakteerien, kuten Streptococcus thermophilus ja Lactobacilli bulgaricus, kemiallisesta muutoksesta.

Avaa samppanjapullo

Kun avaat pullon samppanjaa tai virvoitusjuomaa, huomaat kuplivan. Tämä kuplinta tarkoittaa, että juoman hiilihappo on hajonnut vapauttaen hiilidioksidia.

Viinintuotanto

Viinin valmistus rypäleistä on käymisprosessi. Tämä on esimerkki anaerobisesta kemiallisesta reaktiosta, jossa sokeri muuttuu etyylialkoholiksi ja hiilidioksidiksi.

Viitteet

1. Whitten, Davis, Peck ja Stanley. (2008). Kemia (8. painos). CENGAGE -oppiminen.
2. Helmenstine, tohtori Anne Marie (8. lokakuuta 2019). Kemiallisen muutoksen määritelmä kemiassa. Palautettu osoitteesta: gondo.com
3. Wikipedia. (2019). Kemiallinen muutos. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
4. Mandeep Sohal. (29. syyskuuta 2019). Kemiallinen muutos vs. Fyysinen muutos. Kemia LibreTexts. Palautettu osoitteesta: chem.libretexts.org
5. Nathan Crawford. (2019). Mikä on kemiallinen muutos? - Ominaisuudet, tyypit ja esimerkit Video. Tutkimus. Palautettu osoitteesta study.com
6. HowStuffWorks. (2019). Miksi sanomalehdet muuttuvat keltaisiksi ajan myötä? Palautettu osoitteesta: science.howstuffworks.com
7. Tiedekaverit. (14. kesäkuuta 2012). Spurting Science: Ruokavaliokoksin purkautuminen menton kanssa. Palautettu osoitteesta: Scientificamerican.com
8. Quimitube. (2014). Laboratoriokokemukset: Jodikello. Palautettu osoitteesta: quimitube.com