ФІЗИЧНІ ТА ХІМІЧНІ ЯВИЩА

Мал. 66. Приклади фізичних явищ

Що ж є характерним для таких, на перший погляд, різних явищ? Чому вони належать до фізичних?

Фізичні явища – це явища, під час яких змінюється агрегатний стан або форма тіла, але склад речовин залишається незмінним. Тобто, одні речовини не перетворюються на інші.

Дійсно, пароподібна вода має такий самий склад молекул, як і рідка. Цукор у воді подрібнився до молекул, але вони того ж самого складу, що й у цукровому піску і мають солодкий смак. Після багатьох записів на дошці прямокутний і видовжений брусочок крейди стає менших розмірів. Ваза та уламки, на які вона перетворилася внаслідок падіння, складаються з одних і тих самих речовин. Отже, у жодному із зображених на малюнку 66 явищ нові речовини не утворювалися.

ЯКІ ЯВИЩА НАЗИВАЮТЬ ХІМІЧНИМИ ТА ЯК ЇХ ВИЯВИТИ? У природі самочинно, а на заводах, в лабораторіях з ініціативи та під контролем людини відбувається багато змін, що призводять до руйнування одних речовин иутворення інших. Ці зміни дістали назву хімічних явищ, або хімічних реакцій.

Па відміну від фізичних явищ, під час хімічних відбувається зміна складу речовин. Завжди, коли відбуваються хімічні явища, одні речовини перетворюються на інші!

Важливо пам’ятати, що під час хімічних явищ утворення нових речовин відбувається з тих самих хімічних елементів, що входили до складу вихідних речовин. Алхіміки цього не знали, тому й намагалися здійснити нереальні перетворення Звичайних металів у золото.

Хімічні явища – це явища, під час яких одні речовини перетворюються на інші. Хімічні реакції – інша назва хімічних явищ.

Термін “хімічні реакції” є більш вживаним, ніж “хімічні явища”.

Оскільки складові частинки речовини (молекули, атоми та деякі інші) дуже малі за розмірами, виникав питання, яким чином дізнатися, що відбулося саме хімічне явище і що його результатом стало утворення нових речовин? Іншими словами, як пересвідчитись, що відбулося хімічне, а не фізичне явище?

Зображені на малюнку 66 фізичні явища ми виявили за допомогою органів чуттів. Досить часто вони ж допомагають виявляти й хімічні явища. Річ у тім, що новоутворені речовини можуть відрізнятись фізичними властивостями від властивостей речовин, узятих для проведення хімічних реакцій. Наприклад, внаслідок взаємодії двох добре розчинних у воді речовин може утворитися нерозчинна речовина, що випадає в осад. Або жири взаємодії двох безбарвних речовин може утворитись нова речовина певного кольору.

Деякі хімічні явища відбуваються дуже повільно, наприклад, руйнування гірських порід та мінералів, інші – досить швидко, наприклад, горіння багаття.

Охарактеризуємо фізичні явища, що супроводжують хімічні реакції и на підставі яких роблять висновок про перебіг хімічного явища.

ВИДІЛЕННЯ ГАЗУ. У хімічний стакан, на третину наповнений етановою кислотою, всиплемо мірну ложку харчової соди (мал. 67а). Спостерігатимемо за бурхливим виділенням вуглекислого газу (мал. 67б). Підтвердити його виділення можна за допомогою запаленого сірника, який відразу ж гасне (мал. 67в). Про це ви вже знаєте з природознавства та з параграфа 2.

Взяти для проведення хімічної реакції речовини мали такі формули: С2Н4О2 (етанова кислота) і NaНCO3 (харчова сода). Після реакції з них утворився вуглекислий газ – СО2, вода – Н2О та натрій ацетат – NaC2Н3О2. Вода та натрій ацетат залишилися у стакані, а вуглекислий газ виділився”

Мал. 67. Виділення вуглекислого газу та його виявлення

Поміркуйте! Однаковий чи різний якісний і кількісний склад мають взяті для реакції та утворені внаслідок неї речовини?

ЗМІНА ЗАБАРВЛЕННЯ У хімічний стакан, на третину наповнений безбарвною хлоридною кислотою НСl, всиплемо мірну ложку твердої речовини чорного кольору купрум(ІІ) оксиду СuО (мал. 68, а). Для прискорення хімічної реакції перемішаємо речовини у стакані скляною паличкою. Рідина в стакані над чорним купрум(ІІ) оксидом починає набувати зеленкувато-блакитного кольору (мал. 68, б). Це свідчить про утворення нової речовини купрум(ІІ) хлориду CuCl2, яка має таке забарвлення. У цьому прикладі зміна кольору свідчить про те, що відбулося хімічне явище.

ЗНИКНЕННЯ АБО УТВОРЕННЯ ОСАДУ. Як вам відомо, крейда у воді не розчиняється. Помістимо її грудочку в хімічний стакан і доллємо хлоридної кислоти. Як і в першому досліді, спостерігається виділення вуглекислого газу, а також зникнення крейди, тобто осаду.

Наступний дослід проведемо з безбарвними розчинами барій хлориду ВаСl2 та калій сульфату K2SO4. При доливанні одного розчину до іншого миттєво випадає білий осад (мал. 69). Тобто утворюється нова речовина білого кольору – барій сульфат BaSO4. Ця речовина практично нерозчинна у воді. Утворення осаду свідчить, що відбулося хімічне, а не фізичне явище. Ще одна з утворених речовин – калій хлорид KСl – добре розчинна у воді, а її розчин – безбарвний. Виявити її серед продуктів цієї реакції за допомогою органів чуттів ми не зможемо.

ТЕПЛОВИЙ ЕФЕКТ ЯК СВІДЧЕННЯ ХІМІЧНОГО ЯВИЩА. Гашене вапно, яким навесні білять кору стовбурів дерев з метою захистити їх від шкідників, утворюється під час хімічної реакції між негашеним вапном СаО і водоюH2O. Результатом цього хімічного явища є утворення нової речовини – гашеного вапна Са(ОН)2. Утворена речовина спінюється й посудина, в якій проводилася реакція, нагрівається (виникає так званий тепловий ефект реакції) (мал. 70).

Мал. 68. Зміна забарвлення у реакції хлоридної кислоти з купрум(ІІ) оксидом

Мал. 69. Утворення осаду у реакції барій хлориду з калій сульфатом

Мал. 70. Виділення теплоти у реакції кальцій оксиду з водою

ПОЯВА ЗАПАХУ. Запах, що супроводжує взаємодію сірки S з киснем О2 вам очевидно відомий. Цей запах ми чуємо при горінні сірників. Сірку додають у головку сірника при його виготовленні. Коле сірник загоряється, сіркаS вступає у хімічну реакцію з киснем О2, що є у складі повітря і утворюється отруйна речовина сульфур (ІV) оксид (сірчистий газ) SO2 з різким задушливим запахом.

Таке явище, як поява запаху, що супроводжує хімічні реакції, має практичне значення, коли йдеться про псування продуктів харчування. Адже їхню придатність до вживання, ми досить часто перевіряємо у повсякденному житті власним органом нюху.

ВИДІЛЕННЯ СВІТЛА. У деяких випадках хімічні реакції супроводжуються виділенням світла. Затиснемо у тримачі коротку магнієву стрічку й підпалимо її. Стрічка швидко згоряє сліпучо-білим полум’ям. Поява СВІТЛАсупроводжує утворення з магнію Mg та кисню О2 нової речовини магній оксиду MgO (мал. 71).

Як бачимо, хімічні явища супроводжуються різними фізичними явищами.

Мал. 71. Виділення світла у реакції магнію з киснем

Хімічні реакції можуть супроводжуватися виділенням газу, світла, тепла, випаданням осаду, зміною забарвлення, появою запаху.

ДОСЛІДЖУЄМО НА УРОЦІ ТА ВДОМА ЛАБОРАТОРНИЙ ДОСЛІД № З

ПРОВЕДЕННЯ ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ

Завдання 1. До блакитного розчину купрум(ІІ) сульфату долийте безбарвний розчин натрій гідроксиду NaOH. Спостерігайте за змінами. Яка ознака свідчить про перебіг хімічного явища?

Завдання 2. До безбарвного розчину натрій гідроксиду NaOH додайте кілька крапель розчину фенолфталеїну. Спостерігайте за змінами. Після цього до вмісту пробірки краплинами підливайте розчин етанової кислоти, доки не зміниться забарвлення. Що при цьому спостерігаєте? Хімічне чи фізичне явище відбулося?

Завдання 3. Візьміть грудочку крейди й краплями з піпетки нанесіть на неї етанову кислоту. Спостерігайте за змінами. Про що вони свідчать?

Результати виконаних завдань 1, 2, 3 оформіть у зошиті.

Домашній експеримент

1. Проведіть у прозорих посудинах взаємодію харчової соди (1/4 чайної ложки) із соком квашеної капусти, лимонною кислотою, кефіром (по 3 столові ложки у кожному з дослідів). Яким фізичним явищем супроводжуються проведені вами хімічні явища?

2. Якщо чайник, яким користується ваша родина, має накип, то за допомогою хімічної реакції позбудьтесь осаду. Для цього на 2/3 наповніть його водою, всипте 1 пакетик лимонної кислоти та прокип’ятіть 15-20 хвилин. Після цього чайник ретельно промийте. Фізичне чи хімічне явище допомогло позбутися накипу?

?

1. Які явища називають фізичними? Наведіть приклади.

2. Які явища називають хімічними? Назвіть приклади.

3. У чому полягає відмінність між фізичними та хімічними явищами?

4. Якими фізичними явищами супроводжуються хімічні явища?

5. В яких твердженнях мова йде про фізичні явища, а в яких – про хімічні:

А) кисень скраплюється при дуже низьких температурах;

Б) кисень погано розчиняється у воді;

В) під дією чинників зовнішнього середовища вироби із заліза іржавіють;

Г) молоко, не прибране в холодильник, через добу скисає.

6. Із тексту параграфа випишіть наведені в ньому формули та назви речовин, розподіливши їх на прості і складні.

7. Укажіть хімічне явище:

А Випаровування води

Б Розтікання олії по пательні

В Пригоряння їжі

Г Танення льоду

8. Укажіть, які явища переважають у переліку: горіння магнію, утворення осаду при додаванні хлоридної кислоти до аргектум(І) нітрату. розм’якшення скляної палички при нагріванні, перетворення алюмінієвої стружки в порошок.

А Переважають хімічні явища

Б Переважають фізичні явища

В Хімічні явища відсутні

Г Фізичних і хімічних явищ порівну.

9. Встановіть відповідність між хімічним і фізичним явищем (явищами), що супроводжує хімічні явища:

Хімічне явище

1 Етанова кислота взаємодіє з харчовою содою

2 Хлоридна кислота взаємодіє з купрум(ІІ) оксидом

3 Барій хлорид взаємодіє з калій сульфатом

4 Сірка взаємодіє з киснем

Фізичне явище

А Випадання осаду

Б Зміна кольору

В Поява світла

Г Виділення газу

Д Поява запаху.

10. 3а малюнком поясніть зміни з повітряною кулькою після того, як з неї висипали соду в посудину з кислотою.

11. Поцікавтеся у дорослих членів родини, які фізичні і хімічні явища та з якою метою їм доводиться проводити у повсякденному житті. Запишіть у зошит не менше трьох прикладів.