Karakteristiske kjemiske endringer, eksempler, typer

3833
Philip Kelley
Karakteristiske kjemiske endringer, eksempler, typer

De kjemiske endringer er modifikasjonene som forekommer i stoffer eller materier fra kjemiske reaksjoner. De er preget av å være irreversible, da de involverer dannelsen av nye bindinger som trenger energi eller andre reaksjoner for å reversere effekten..

Livet og dets biokjemi består for eksempel av konstante kjemiske endringer som avslører et mylder av reaksjoner som skjer i levende vesener. Resultatet er vekst, utvikling og aldring av plante- og dyrevev; at det som kjent er vitenskapelig og termodynamisk en irreversibel prosess.

Fargeendringen på bladene i løpet av høsten er et eksempel på en kjemisk endring. Kilde: Jake Colvin via Pexels.

Det er derfor hos levende skapninger, fra virvelløse dyr til virveldyr, vi finner kjemiske forandringer selv mens de spiser maten, siden de bruker enzymatiske reaksjoner for å nedbryte dem og dra nytte av energien og det kjemiske materialet de trekker ut fra dem..

Artikkelindeks

  • 1 Hvordan gjenkjenne kjemiske endringer?
  • 2 funksjoner
    • 2.1 Temperaturendring eller lysutslipp
    • 2.2 Gassdannelse
    • 2.3 Dannelse av bunnfall
    • 2.4 Irreversibilitet
  • 3 typer
  • 4 Eksempler
    • 4.1 Gulfarging av papirer
    • 4.2 Fyrverkeri
    • 4.3 Karies
    • 4.4 Algevekst
    • 4.5 Oppløsning av Alka-Seltzer
    • 4.6 Kroppspest
    • 4.7 Forråtnelse
    • 4.8 Koks og mynte
    • 4.9 Eksplosjoner
    • 4.10 Forbrenning av tre
    • 4.11 Brunbrun
    • 4.12 Rødkåljuice
    • 4.13 Koke et egg
    • 4.14 Fading av lær
    • 4.15 Baking
    • 4.16 Korrosjon
    • 4.17 Batterier
    • 4.18 Myggblod
    • 4.19 Jodklokke
    • 4.20 Elefantpasta
    • 4.21 Brenn papir
    • 4.22 Epleoksidasjon
    • 4.23 Matsvinn
    • 4.24 Yoghurtproduksjon
    • 4.25 Åpne en flaske champagne
    • 4.26 Vinproduksjon
  • 5 Referanser

Hvordan gjenkjenne kjemiske endringer?

Eksempel på kjemisk endring

En av de viktigste egenskapene til å gjenkjenne dem i naturen er å observere om det oppstår en endring i farge, eller hvis en bestemt lukt produseres. I årstidene blir det således verdsatt hvordan trærne gradvis begynner å endre fargen på bladene; i dem gjennomgår klorofyll og dets naturlige pigmenter kjemiske reaksjoner.

Rødning av bladene om høsten er et veldig tydelig eksempel på en kjemisk endring. Koble dette til livet, blekksprut og kameleoner kamuflerer seg selv takket være en rekke kjemiske reaksjoner som involverer cellene i skinnene deres; men at i motsetning til blader, kan de reversere fargeendringer gjennom andre reaksjoner som "deaktiverer" kamuflasjen.

Imidlertid er de forskjellige fargene på himmelen og skyene ikke et produkt av kjemiske, men fysiske endringer: Raleigh-spredningen. I mellomtiden er bleking av klær og fjerning av flekker, samt farging av klær med fargestoffer, kjemiske endringer..

Kjennetegn

Det ble nevnt at endring i farge og lukt er to av hovedegenskapene til at en kjemisk endring har skjedd, og at det derfor har skjedd et fenomen som involverer en eller flere kjemiske reaksjoner..

Deretter vil andre viktige egenskaper som lar oss oppdage det direkte med sansene våre bli adressert. Jo flere egenskaper som kan oppfattes, desto mer sannsynlig er det at vi står overfor en kjemisk endring og ikke en fysisk.

Endring i temperatur eller frigjøring av lys

En kjemisk endring er ledsaget av en økning (eksoterm reaksjon) eller reduksjon (endoterm reaksjon) i temperatur; det vil si hvis det produseres varme eller, tvert imot, følelsen av kulde oppnås, henholdsvis. Noen ganger skjer frigjøring av varme parallelt med lysets utseende.

Gassdannelse

Dannelsen av gasser er direkte relatert til endringer i lukt. Hvis det dannes gass i et flytende medium, vil bobling bli observert, noe som indikerer en kjemisk endring.

Dette er fordi det er molekyler med høyt damptrykk som lett bæres gjennom luften, eller på grunn av frigjøring av små molekyler, slik som CO.to, HtoS, CH4, ELLERto, etc., som er sluttprodukter av visse reaksjoner.

Nedbør dannelse

Hvis reaksjonene foregår i et flytende medium og dannelsen av et bunn begynner å bli observert, uansett farge eller tekstur, sies det at en kjemisk endring har skjedd. På samme måte kan det være tilfelle hvor to gasser blandes og danner aske eller salter.

Irreversibilitet

Selv om det er sant at det er reversible reaksjoner som er i stand til å etablere en likevekt, er endringene som er generert med egenskapene som er beskrevet hittil av seg selv, irreversible; De trenger andre reaksjoner eller energi av noe slag for å gripe inn for at effekten deres skal reverseres. Og allikevel er det i mange tilfeller praktisk talt umulig.

Denne irreversibiliteten observeres ved en endring av sammensetningen, eller i forverring av saken. For eksempel vil et tre som brenner i flammer og ender i aske, hvis endelige sammensetning er forskjellig fra treets, ikke være i stand til å reversere den kjemiske endringen som har skjedd på noen måte; Med mindre tiden kunne skrus tilbake.

Typer

Kjemiske endringer i seg selv er ikke underlagt noen klassifisering: de oppfattes med sansene våre, og det kan utledes eller undersøkes hvilke typer kjemiske reaksjoner som foregår. Dermed skyldes slike endringer en gruppe uorganiske, organiske eller biokjemiske reaksjoner..

Når man snakker om uorganiske "endringer", sies det at ingen karbonskjelettforbindelse er involvert, men snarere alle overgangsmetallkomplekser; oksider, sulfider, hydrider, nitrider, halogener, blant andre forbindelser.

I mellomtiden deltar karbonforbindelser i de organiske og biokjemiske forandringene, med den forskjellen at førstnevnte vanligvis forekommer utenfor organismer (bortsett fra reaksjoner utført av medikamenter), og sistnevnte i dem (med hensyn til enzymer, metabolisme, biomolekyler).

Eksempler

Gulfarging av papirer

Brettene blir gulaktige over tid. Kilde: makamuki0 via Pixabay.

Papirene mister over tid hvitheten til å bli gulaktig eller brun. Denne prosessen skyldes oksydasjonen av polymerene, spesielt lignin, som sammen med cellulose inneholder oksygenatomer som ender opp med å svekke deres intermolekylære interaksjoner..

Fyrverkeri

Fyrverkeri representerer en forbrenningsreaksjon, der en blanding av drivmidler, kaliumnitrat, karbon og svovel brenner mens elektronisk spennende metallsaltene som impregnerer de resulterende eksplosjonene med farger..

Hulrom

Karies genererer en fargeendring i tennene på grunn av demineralisering, forårsaket av syrene som genereres når mikroorganismer fordøyer sukrose fra maten. Tannemalje, som består av en mineralogisk matrise av kalsiumfosfater, mister ionene når surheten øker og dannelsen av hulrommene utvikler seg..

Algevekst

Laget av alger og mikroorganismer som vokser i innsjøer er noen ganger slik at det kan bli klebrig. Kilde: Michael Meiters (https://www.flickr.com/photos/psychofreakx3/5963134909)

Eutrofieringen av innsjøer oppmuntrer til vekst av alger, som dekker overflaten i grønt som et resultat av en endring i vannets kjemiske egenskaper; endring som ender med å være synlig og negativ for vannlevende fauna.

Oppløsning av Alka-Seltzer

Når Alka-Seltzer er oppløst i vann, begynner det å frigjøre bobler som viser deres brus. Gassene skyldes COto generert ved oppløsning av NaHCO3, sammen med sitronsyre og acetylsalisylsyre som kommer i den komprimerte tabletten.

Kroppspest

Når vi svetter, er det uunngåelig, før eller senere, å oppfatte ubehagelige lukt som ligger under armene, på huden eller på føttene. Disse dårlige luktene skyldes flyktige organiske molekyler syntetisert av mikroorganismer, og indikerer at en kjemisk forandring har skjedd..

Forråtnelse

Den organiske nedbrytningen av levende vesener eller mat er kjemiske endringer som involverer en rekke komplekse reaksjoner. Dårlig lukt er ledsaget av en endring i sammensetning, så vel som farge. For eksempel viser råtten frukt som bananer og avokado alle disse egenskapene..

Koks og mynte

En blanding av koks og mynte bryter ut som en brusvulkan. Kilde: Michael Murphy [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]

Selv om det formelt sett er en fysisk reaksjon uten å bryte kjemiske bindinger, men med påfølgende deltakelse av en likevekt mellom H-artentoCO3 og COto, Coca-Cola Mint-utbruddet kan tas som en referanse for å oppdage andre eksplosjoner som kan være rent kjemiske.

Peppermint tilbyr kimdannelsessteder for dannelse av små CO-bobler.to, som absorberer en del av COto oppløst ved å forstyrre dets interaksjoner med vannmolekyler. Dermed har COto oppløst konsentrerer den seg i flere små bobler, som motarbeider den økende overflatespenningen i vannet forårsaket av sukker og andre forbindelser.

Resultatet er at CO boblerto de slipper å dra vannet som ikke vil "frigjøre" dem. Dette får det karakteristiske skummet til disse peppermynteutslettene til å vises, som vist på bildet ovenfor..

Eksplosjoner

Eksplosjoner er vanligvis veldig kraftige forbrenningsreaksjoner, der røyk, lys og varme avgis. Uansett hvor en eksplosjon oppstår, står du overfor en kjemisk endring.

Forbrenning av tre

Tre består hovedsakelig av cellulose og lignin, begge organiske polymerer. Dens karbonatomer reagerer kraftig med oksygenet i luften og forårsaker CO og CO.to, avhengig av hvor fullstendig forbrenningen er og graden av oksygenering.

Dette er en kjemisk endring fordi polymerene i treet ikke kan gå tilbake til sin opprinnelige tilstand, i tillegg til frigjøring av varme, lys og røyk..

Solbrun

En kjemisk endring gjenspeiles i solbrunen til de som liker en dag på stranden. Kilde: Pxhere.

Rødhet eller soling av huden vår, når den er under intens sol, indikerer at det var en endring i sammensetningen på grunn av reaksjonen av melaninet i cellene, som oksyderer og spaltes.

Rødkåljuice

Testrør med indikator på lilla kål. Kilde: Indikator-Blaukraut.JPG: Supermartlderivative work: Haltopub [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Fra den lilla kåljuicen kan et eksperiment settes opp for å vise fargeendringer som en funksjon av pH. Det er enkelt å reprodusere i ethvert laboratorium eller kjøkken.

Hvis denne saften tilsettes forskjellige prøverør, blir de merket, og forskjellige stoffer tilsettes dem, fra sur (eddik) til alkalisk (vaskemiddel), det vil være en rekke farger (øvre bilde).

Dette er fordi lilla kåljuice inneholder naturlige syre-base-indikatorer, som reagerer på endringer i pH. Jo surere løsningen, jo rødere ser den ut; og hvis det tvert imot er veldig grunnleggende, blir det gulaktig.

Kok et egg

Når et egg blir stekt eller kokt, lar vi varmen denaturere proteinene, bryte bindingen og danne andre mens vi mister sin opprinnelige struktur..

Fading av skinn

Skinnfarger kan falme på grunn av oksygen i luften og UV-stråling, noe som fører til at de kjemiske bindingene mellom fargestoffene og det organiske materialet går i stykker..

Bakt

Endringen i farge som observeres i brød og søtsaker, så vel som dens tydelige volumøkning sammenlignet med rå deig, er indikasjon på flere kjemiske endringer.

Først av løftet forårsaket av gjær og bakepulver; og for det andre ved Maillard-reaksjonen, hvor proteiner og sukker reagerer med hverandre for å gjøre blandingen gylden..

Korrosjon

Metaller ruster, slik at de mister glansen, blir mørkere og begynner å korrodere når de dannede oksydlagene ikke lenger kan feste seg eller binde seg til metallets indre. Den mest representative korrosjonen er jern, på grunn av den karakteristiske brune fargen på oksidet.

Batterier

Inne i batteriene eller cellene oppstår kjemiske reaksjoner som genererer elektrisitet, elektriske strømmer som går gjennom en ekstern krets og aktiverer enhetene deres. I hovedsak mister anoden elektroner (oksidasjon), disse elektronene aktiverer enheten (fjernkontroll, telefon, klokke, peker osv.), Og havner deretter ved katoden (reduksjon).

Myggblod

Hvis en mygg biter oss og vi dreper dem umiddelbart eller i løpet av få minutter, vil vi merke at blodet er lysrødt. I mellomtiden, hvis noen timer går og vi dreper den samme myggen, vil vi se at blodet er mørkt, det vil til og med ha brune toner.

Denne fargeendringen er indikativ for at blodet har gjennomgått kjemiske reaksjoner i myggen..

Jodklokke

Jodurreaksjonen er en av de mest representative for en kjemisk endring. Kilde: Daniel J. Lulu [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

En av de mest imponerende kjemiske forandringene ses i den berømte jodurreaksjonen. Det kalles så fordi hastigheten kan styres ved å endre konsentrasjonen av reaktantene. Reaksjonen slutter når en intens, veldig mørk blå farge dukker opp, i stor kontrast til den opprinnelige gjennomsiktigheten som ble observert..

Denne fargen (toppbilde) skyldes interaksjoner mellom stivelse og anionkomplekset I3-. En av versjonene starter fra iodate, IO3-, og bisulfitt, HSO3-:

IO3- + 3HSO3- → jeg- + 3HSO4-

Jeg- reagerer med IO3- av mediet for å generere jod:

IO3- + 5I- + 6H+ → 3Ito + 3HtoELLER

Og dette reagerer igjen med mer bisulfitt:

Jegto + HSO3- + HtoO → 2I- + HSO4- + 2H+

Når HSO er over3-, den andre reaksjonen vil dominere til det er et overskudd av jegto, som vil bli med på jeg- å danne jeg3-. Og til slutt, jeg3- vil samhandle med stivelsesmolekyler som gjør løsningen mørkere.

Elefantpasta

Elefant lim eksperiment. Kilde: Ferbr1 via Wikipedia.

Igjen, og til slutt, er en spesifikk kjemisk reaksjon navngitt, men med endringer som er for synlige til å utelates: elefanttannkrem (toppbilde). I visse videoer er mengden skum slik at du bokstavelig talt kan pusse en elefants munn.

Denne reaksjonen er basert på den katalytiske nedbrytningen av hydrogenperoksid, HtoELLERto (hydrogenperoksid), med jodidioner, I-, fra oppløselige salter slik som NaI eller KI. Den første reaksjonen som skjer, er i henhold til følgende kjemiske ligning:

HtoELLERto + Jeg - → HtoO + IO -

IO-arten - reagerer deretter med HtoELLERto i en andre reaksjon:

IO - + HtoELLERto → HtoO + Oto + Jeg -

Hvor katalysator I regenereres - (ikke konsumert).

Merk at sluttproduktene er HtoEller megto. Hvis vaskemiddel og fargestoffer tilsettes reaksjonsblandingen, vil vannet sammen med oksygenet skumme kraftig, noe som vil stige gjennom beholderen og skyte oppover, mot tyngdekraften..

Brenn papir

Når papir blir brent, produseres karbondioksid, vanndamp og aske. Disse tre stoffene er kjemisk forskjellige fra det første stoffet, så det er en kjemisk forandring.

Apple oksidasjon

Når et eple hakkes og blir liggende i det fri, endres det fra å være en elfenbenfarge til å være brun eller oker. Dette kalles oksidasjon..

Matråte

Når mat ødelegges, skjer en kjemisk endring. For eksempel går råtne egg gjennom en nedbrytingsprosess som får dem til å endre farge og lukt..

Yoghurtproduksjon

Yoghurt er resultatet av en kjemisk forandring som involverer melk og visse bakterier, for eksempel Streptococcus thermophilus og Lactobacilli bulgaricus.

Åpne en flaske champagne

Når en flaske champagne eller en brus åpnes, observeres en bobling. Denne boblingen betyr at karbonsyren i drikken har brutt ned og frigjør karbondioksid..

Vinproduksjon

Fremstillingen av vin fra druer er en gjæringsprosess. Dette er et eksempel på en anaerob kjemisk reaksjon der sukker transformeres til etylalkohol og karbondioksid..

Referanser

  1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi. (8. utg.). CENGAGE Læring.
  2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (8. oktober 2019). Definisjon av kjemisk endring i kjemi. Gjenopprettet fra: thoughtco.com
  3. Wikipedia. (2019). Kjemisk forandring. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
  4. Mandeep Sohal. (29. september 2019). Kjemisk endring vs. Fysisk forandring. Kjemi LibreTexts. Gjenopprettet fra: chem.libretexts.org
  5. Nathan Crawford. (2019). Hva er en kjemisk endring? - Egenskaper, typer og eksempler Video. Studere. Gjenopprettet fra: study.com
  6. Hvordan ting fungerer. (2019). Hvorfor blir aviser gule over tid? Gjenopprettet fra: science.howstuffworks.com
  7. Science Buddies. (14. juni 2012). Spurting Science: Erupting Diet Coke with Mentos. Gjenopprettet fra: scientificamerican.com
  8. Quimitube. (2014). Laboratorieopplevelser: Jodklokken. Gjenopprettet fra: quimitube.com

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.