Fænomener i hverdagen. Kemiske fænomener i hverdagen

12. FYSISKE OG KEMISKE FÆNOMENER.
LIGNINGER AF KEMISKE REAKTIONER.

Fra forløbet af naturhistorie og fysik ved man, at der sker ændringer i kroppe og stoffer, som er opdelt i fysiske og kemiske

Enhver kemisk reaktion er ledsaget af ydre tegn, som vi bedømmer dens fremskridt. Det her:
1. Udseendet af sediment.
2. Farveændring.
3. Gasudløsning.
4. Absorption eller frigivelse af varme.
Der kræves flere betingelser for at en kemisk reaktion kan opstå. Den første er at bringe reagerende stoffer i kontakt; den anden er formaling af stoffer (den største formaling opnås ved at opløse stoffer); For det tredje er det nødvendigt at opvarme de reagerende stoffer til en bestemt temperatur, for at mange reaktioner kan forekomme.
Kemiske reaktioner kan udtrykkes på skrift ved hjælp af kemiske reaktionsligninger, ofte kaldet kemiske ligninger. Hvad er det?
En kemisk ligning er en betinget repræsentation af en kemisk reaktion ved hjælp af kemiske formler og koefficienter.
Når man sammensætter reaktionsligninger, er det nødvendigt at bruge loven om bevarelse af massen af stoffer, opdaget af M.V. Lomonosov og A. Lavoisier. Massen af stoffer, der indgår i en reaktion, er lig med massen af stoffer, der er resultatet af den. Og du ved, at stoffer består af atomer, derfor vil vi, når vi sammensætter kemiske ligninger, bruge reglen: antallet af atomer i hvert kemisk element i udgangsstofferne skal være lig med antallet af atomer i reaktionsprodukterne.

Algoritme til at sammensætte reaktionsligninger.

Lad os overveje algoritmen til at sammensætte kemiske ligninger ved hjælp af eksemplet på samspillet mellem simple stoffer: metaller og ikke-metaller med hinanden. Lad fosfor og ilt interagere (forbrændingsreaktion).

1. Skriv disse stoffer ned side om side, sæt et "+"-tegn mellem dem (her vil vi tage højde for, at ilt er et diatomisk molekyle), og efter dem en pil som et lighedstegn.

P+O 2

2. Skriv formlen for reaktionsproduktet ned efter pilen:

P+O 2 P 2 O 5

3. Fra diagrammet er det klart, at der er 2 oxygenatomer til venstre, 5 til højre, og i overensstemmelse med loven om bevarelse af masse af stoffer, skal antallet af atomer i et givet kemisk grundstof være det samme. For at udligne deres antal finder vi det mindste fælles multiplum. For 2 og 5 vil dette være tallet 10. Divider det mindste fælles multiplum med antallet af atomer i formlerne. 10:2=5, 10:5=2, vil det være de koefficienter, der er placeret henholdsvis foran ilt O 2 og phosphoroxid (V) P 2 O 5.

Р+5О 2 2Р 2 О 5
oxygen til venstre og højre blev 10 (5 2 = 10, 2 5 = 10)

4. Koefficienten refererer til hele formlen og er placeret foran den. Efter at have placeret det til højre, blev fosfor til 2·2=4 atomer. Og til venstre er 1 (koefficient 1 er ikke sat) Det betyder, at vi sætter koefficient 4 foran fosfor.

4P+5O 2 2P 2 O 5

Dette er den endelige registrering af den kemiske ligning.
Den lyder: fire pe plus fem o-to er lig med to pe-to o-fem.

I denne artikel lærer du om de 10 mest hverdagsagtige kemiske reaktioner i livet!

Reaktion nr. 1 - Fotosyntese

Planter bruger en kemisk reaktion fotosyntese at omdanne kuldioxid til vand, mad og ilt. Fotosyntese- en af de mest almindelige og vigtige kemiske reaktioner i livet. Kun gennem fotosyntese producerer planter mad til sig selv og dyr, det omdanner kuldioxid til ilt. 6 CO2 + 6 H2O + lys → C6H12O6 + 6 O2

Reaktion nr. 2 - Aerob cellulær respiration

Aerob cellulær respiration- Dette er den modsatte proces af fotosyntese, idet energien fra molekyler kombineres med den ilt, vi indånder, for at frigive den energi, som vores celler har brug for, plus kuldioxid og vand. Den energi, der bruges af celler, er en kemisk reaktion i form af ATP.

Den generelle ligning for aerob cellulær respiration er: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O + energi (36 ATP'er)

Reaktion nr. 3 - Anaerob respiration

I modsætning til aerob cellulær respiration, anaerob respiration beskriver et sæt kemiske reaktioner, der tillader celler at få energi fra komplekse molekyler uden ilt. Dine muskelceller udfører anaerob respiration, når du løber tør for den ilt, de leverer, såsom under intens eller langvarig træning. Anaerob respiration af gær og bakterier bruges til gæring, fremstilling af ethanol, kuldioxid og andre kemikalier, der producerer ost, vin, øl, brød og mange andre fødevarer.

Den generelle kemiske ligning for anaerob respiration er: C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 + energi

Reaktion nr. 4 - Forbrænding

Hver gang du tænder en tændstik, brænder et lys, starter et bål eller tænder en grill, ser du en forbrændingsreaktion. Forbrændingsreaktion kombinerer energimolekyler med ilt for at danne kuldioxid og vand.

For eksempel er propanforbrændingsreaktionen fundet i gasgrill og nogle pejse: C 3 H 8 + 5O 2 → 4H 2 O + 3CO 2 + energi

Reaktion #5 - Rust

Med tiden bliver jernet rødt, et lagdelt dæksel kaldes rust. Dette er et eksempel på en oxidationsreaktion. Andre husholdningsartikler omfatter ir dannelse.

Kemisk ligning for jernrust: Fe + O 2 + H 2 O → Fe 2 O 3. XH2O

Reaktion #6 - Blanding af kemikalier

Hvis du blander eddike med bagepulver eller mælk med bagepulver i en opskrift, vil du se en udveksling af reaktioner opstå. Ingredienserne kombineres igen for at producere kuldioxid og vand. Carbondioxid skaber bobler og hjælper bagværk med at hæve.

I praksis er denne reaktion ret simpel, men består ofte af flere trin. Her er generalen kemisk ligning for reaktionen af sodavand med eddike: HC 2 H 3 O 2 (aq) + NaHCO 3 (aq) → NaC 2 H 3 O 2 (aq) + H 2 O() + CO 2 (g)

Reaktion #7 - Batteri

Elektrokemiske eller redoxreaktioner batterier bruges til at omdanne kemisk energi til elektrisk energi. Spontane redoxreaktioner forekommer i galvaniske celler, mens ikke-spontane opstår i elektrolysatorer.

Reaktion #8 - Fordøjelse

Der opstår tusindvis af kemiske reaktioner under processen fordøjelse. Så snart du putter mad i munden, er enzymet i dit spyt amylase, begynder at nedbryde sukker og andre kulbrinter til enklere former, så du kan optage mad. Saltsyre i maven reagerer den med mad for at nedbryde den, mens enzymer nedbryder proteiner og fedtstoffer, så de kan passere gennem blodet gennem tarmvæggene.

Reaktion nr. 9 - Syre-base

Når du kombinerer en syre med en base, præsterer du syre-base reaktion. Dette er reaktionen af neutralisering af en syre og en base for at danne et salt og vand.

Kemisk ligning for syre-base reaktion, som producerer kaliumchlorid: HCl + KOH → KCl + H2O

Reaktion #10 - Sæber og rengøringsmidler

Sæber og rengøringsmidler opnås gennem rene kemiske reaktioner. Sæbe emulgerer snavs, hvilket betyder, at oliepletter er bundet til sæbe, så de kan fjernes med vand. Rengøringsmidler fungerer som overfladeaktive stoffer, sænker overfladespændingen af vand, så de kan interagere med olier, sekvestrerer og skyller dem ud.

Fysisk De kalder sådanne fænomener, hvor der ikke er nogen transformationer af et stof til et andet, men deres aggregeringstilstand, kroppens form og størrelse ændrer sig.

Eksempler: smeltende is, trække tråd, knuse granit, fordampe vand.

Kemisk Det er de fænomener, hvor omdannelsen af et stof til et andet sker.

Eksempler: brænde af træ, sværtning af kobber, rust af jern.

I det følgende vil vi kalde kemiske fænomener kemiske reaktioner.

Tegn på kemiske reaktioner. De kan bruges til at bedømme, om en kemisk reaktion mellem reagenserne fandt sted eller ej. Disse tegn inkluderer følgende:

· Farveændring: CuSO4 (blå) = Cu 2+ + SO4 2-

· Nedbør: CO 2 + Ca(OH) 2 CaCO 3 + H 2 O

Gasudledning: CaCO 3 + HCl CaCl 2 + CO 2 + H 2 O

· Dannelse af svagt dissocierede stoffer: 2NaOH+H2SO4 = Na2S04 +2H2O

Energifrigivelse (termisk eller let): 2 H 2 (g) + O 2 (g) = 2 H 2 O (l) + 572 kJ

1. Tæt kontakt mellem de reagerende stoffer (nødvendigt): H 2 SO 4 + Zn = ZnSO 4 + H 2 2. Opvarmning (mulig) a) for at starte reaktionen

b) konstant Klassificering af kemiske reaktioner efter forskellige kriterier 1. Ud fra tilstedeværelsen af en fasegrænse opdeles alle kemiske reaktioner i homogen Og heterogen En kemisk reaktion, der finder sted inden for en fase, kaldes homogen kemisk reaktion. Den kemiske reaktion, der forekommer ved grænsefladen, kaldes heterogen kemisk reaktion. I en flertrins kemisk reaktion kan nogle trin være homogene, mens andre kan være heterogene. Sådanne reaktioner kaldes homogen-heterogen. Afhængigt af antallet af faser, der danner udgangsmaterialerne og reaktionsprodukterne, kan kemiske processer være homofasiske (udgangsstoffer og produkter er inden for én fase) og heterofasiske (udgangsstoffer og produkter danner flere faser). Homo- og heterofasisitet af en reaktion er ikke relateret til, om reaktionen er homo- eller heterogen. Derfor kan der skelnes mellem fire typer processer: Homogene reaktioner (homofasisk). I denne type reaktion er reaktionsblandingen homogen, og reaktanterne og produkterne tilhører samme fase. Et eksempel på sådanne reaktioner er ionbytterreaktioner, for eksempel neutralisering af en sur opløsning med en alkaliopløsning: Heterogene homofasiske reaktioner. Komponenterne er inden for en fase, men reaktionen sker ved fasegrænsen, for eksempel på overfladen af katalysatoren. Et eksempel ville være hydrogenering af ethylen over en nikkelkatalysator: Homogene heterofasiske reaktioner. Reaktanterne og produkterne i en sådan reaktion eksisterer inden for flere faser, men reaktionen foregår i én fase. Sådan kan oxidationen af kulbrinter i væskefasen med gasformig oxygen foregå. Heterogene heterofasiske reaktioner. I dette tilfælde er reaktanterne i forskellige fasetilstande, og reaktionsprodukterne kan også være i en hvilken som helst fasetilstand. Reaktionsprocessen sker ved fasegrænsen. Et eksempel er reaktionen af kulsyresalte (carbonater) med Brønsted-syrer: 2. Ved at ændre reaktanternes oxidationstilstande[redigér | rediger wikitekst] I dette tilfælde skelnes der mellem redoxreaktioner, hvor atomer af et grundstof (oxidationsmiddel) bliver genoprettet det vil sige, at de sænker deres oxidationstilstand og atomerne af et andet grundstof (reduktionsmiddel) oxidere , det vil sige, at de øger deres oxidationstilstand. Et særligt tilfælde af redoxreaktioner er proportioneringsreaktioner, hvor oxidations- og reduktionsmidlerne er atomer af det samme grundstof i forskellige oxidationstilstande. Et eksempel på en redoxreaktion er forbrændingen af hydrogen (et reduktionsmiddel) i oxygen (et oxidationsmiddel) til dannelse af vand: Et eksempel på en sammenligningsreaktion er nedbrydningsreaktionen af ammoniumnitrat ved opvarmning. I dette tilfælde er oxidationsmidlet nitrogen (+5) af nitrogruppen, og reduktionsmidlet er nitrogen (-3) af ammoniumkationen: De hører ikke til redoxreaktioner, hvor der ikke er nogen ændring i oxidationstilstandene af atomer, for eksempel: 3. Ifølge reaktionens termiske effekt Alle kemiske reaktioner ledsages af frigivelse eller absorption af energi. Når kemiske bindinger i reagenser brydes, frigives energi, som hovedsageligt bruges til at danne nye kemiske bindinger. I nogle reaktioner er energierne af disse processer tæt på, og i dette tilfælde nærmer den samlede termiske effekt af reaktionen sig nul. I andre tilfælde kan vi skelne: eksoterme reaktioner, der opstår ved frigivelse af varme (positiv termisk effekt) CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O + energi (lys, varme); CaO + H 2 O = Ca (OH) 2 + energi (varme). endoterme reaktioner, hvorunder varme absorberes (negativ termisk effekt) fra miljøet. Ca(OH) 2 + energi (varme) = CaO + H 2 O Den termiske effekt af en reaktion (reaktionsentalpi, Δ r H), som ofte er meget vigtig, kan beregnes ved hjælp af Hess' lov, hvis entalpierne for dannelse af reaktanterne og produkterne er kendte. Når summen af entalpierne af produkterne er mindre end summen af entalpierne af reaktanterne (Δ r H< 0) наблюдается выделение тепла, в противном случае (Δ r H >0) - absorption. 4. Efter type af transformation af reagerende partikler[redigér | rediger wikitekst] forbindelser: nedbrydning: substitution: udveksling (herunder reaktionstypen - neutralisering): Kemiske reaktioner er altid ledsaget af fysiske effekter: absorption eller frigivelse af energi, ændring i reaktionsblandingens farve osv. Det er ved at disse fysiske virkninger, at folk ofte bedømmes om forekomsten af kemiske reaktioner. Sammensat reaktion- en kemisk reaktion, som resulterer i, at der kun dannes ét nyt stof af to eller flere udgangsstoffer, både simple og komplekse stoffer kan indgå i sådanne reaktioner. Nedbrydningsreaktion-en kemisk reaktion, der resulterer i dannelsen af flere nye stoffer fra et stof. Reaktioner af denne type involverer kun komplekse forbindelser, og deres produkter kan være både komplekse og simple stoffer Substitutionsreaktion- en kemisk reaktion, som resulterer i, at atomerne i et grundstof, der er en del af et simpelt stof, erstatter et andet grundstofs atomer i dets komplekse forbindelse. Som det følger af definitionen, skal et af udgangsstofferne i sådanne reaktioner være enkelt og det andet komplekst. Udveksle reaktioner- en reaktion, hvorved to komplekse stoffer udveksler deres bestanddele 5. Ud fra forekomstretningen opdeles kemiske reaktioner i irreversibel og reversibel Irreversibel

kemiske reaktioner, der kun forløber i én retning, kaldes fra venstre mod højre"), som et resultat af hvilket udgangsstofferne omdannes til reaktionsprodukter. Sådanne kemiske processer siges at fortsætte "til slutningen." Disse omfatter bl.a. forbrændingsreaktioner, og reaktioner ledsaget af dannelsen af dårligt opløselige eller gasformige stoffer Vendbar

kaldes kemiske reaktioner, der sker samtidigt i to modsatte retninger ("fra venstre mod højre" og "fra højre til venstre"). I ligningerne for sådanne reaktioner er lighedstegnet erstattet af to modsat rettede pile. Blandt to reaktioner, der forekommer samtidigt , skelnes de lige( flyder fra venstre mod højre) og baglæns(fortsat "fra højre mod venstre"). Da udgangsstofferne under en reversibel reaktion forbruges og dannes samtidigt, omdannes de ikke fuldstændigt til reaktionsprodukter. Derfor siges reversible reaktioner at forløbe "ikke fuldstændigt." Som følge heraf dannes der altid en blanding af udgangsstoffer og reaktionsprodukter. 6. Baseret på deltagelse af katalysatorer er kemiske reaktioner opdelt i katalytisk Og ikke-katalytisk Katalytisk 2SO 2 + O 2 → 2SO 3 (katalysator V 2 O 5) er reaktioner, der forekommer i nærværelse af katalysatorer. I ligningerne for sådanne reaktioner er den kemiske formel for katalysatoren angivet over lighedstegnet eller reversibilitetstegnet, nogle gange sammen med udpegningen af forekomstbetingelserne. Reaktioner af denne type omfatter mange nedbrydnings- og kombinationsreaktioner. Ikke-katalytisk 2NO+O2=2NO 2 refererer til mange reaktioner, der opstår i fravær af katalysatorer, for eksempel udvekslings- og substitutionsreaktioner.

3 Spørgsmål 3

Udvikling af ideer om stoffets struktur:

Der foregår konstant forskellige kemiske reaktioner omkring os. Kemi er til stede, hver gang vi laver mad, trækker vejret eller tygger. Komplekse kemiske og biokemiske processer finder sted i stegepander og gryder. I denne artikel lærer du, hvordan du bruger dem i hverdagen.

1. Analyse af stoffer ved hjælp af en indikatorvæske

Materialer og værktøjer:

rødkål;

bagepulver;

gryde;
glaskrukke;

te ske;

tre glas.

Forsøgets fremskridt

Skær kålen i tynde skiver og hæld kogende vand over.
Når vandet bliver lilla, hældes det gennem en si i en krukke. Resultatet var en indikatorvæske.
Hæld vand i det ene glas og pres citronsaft, vand og natron ud i et andet, og bare vand i det tredje.
Tilsæt en skefuld indikatorvæske til hvert glas.

Oplev resultat

Vand med citron bliver lyserødt, vand med sodavand bliver blågrønt, rent vand antager farven som en indikatorvæske.

rødkålsindikator

Videnskabelig forklaring

Et afkog af rødkål er en indikator - et stof, der kan ændre farve afhængigt af, om det interagerer med en syre (i vores tilfælde bliver det lyserødt) eller med en base (det bliver blåt eller grønt, som i det andet glas). Under forsøget gjorde indikatorvæsken det klart, at det første glas indeholdt et surt stof, det andet indeholdt en base, og vandet i det tredje glas var et neutralt stof.

2. Hvordan afkalker man en elkedel?

Materialer og værktøjer:

citronsyre;

Forsøgets fremskridt

Du skal fortynde 1-2 teskefulde syre i 1 liter vand.
Hæld opløsningen i en kedel og kog.
Skyl kedlen og kog vandet "tomgang".

Oplev resultat

Skallen vil forsvinde sporløst, let skaller af under påvirkning af syre.

Videnskabelig forklaring

Kalk består hovedsageligt af calciumcarbonat, som dannes under nedbrydningen af calciumbicarbonat indeholdt i naturlige vand. Som et resultat af reaktionen under påvirkning af citronsyre dannes vandopløseligt calciumcitrat, kuldioxid og vand.

2C₆H₈O7 + 3CaCO3 = Ca3(C₆H₅O7)₂ + 3CO₂ + 3H₂O

3. Er fisken frisk?

Materialer og værktøjer:

indikatorvæske (se afsnit 1);

teske.

Forsøgets fremskridt

Vi laver et dybt snit på fiskens krop.
Hæld en skefuld indikatorvæske i udskæringen.

Oplev resultat

Hvis udskæringen bliver lyserød eller lilla, er fisken frisk. Blå eller grøn indikerer noget andet.

Videnskabelig forklaring

Som en god indikator tillod rødkålsbouillon os at bestemme surhedsgraden i miljøet. En let lilla eller lyserød farve indikerer en neutral eller let sur reaktion - hvilket betyder, at fisken er af god kvalitet.

Blå eller grøn farve indikerer et alkalisk miljø, det vil sige, at fisken er forkælet. Klik for at finde ud af, hvad du ellers kan bruge til at forberede en naturlig pH-indikator derhjemme.

4. Indeholder mælk stivelse?

Den sikreste måde at afgøre, om der er stivelse i mælk, er at dryppe lidt jod i det. Stivelse tilsættes ofte til skummetmælk for at gøre den tykkere.

Materialer og værktøjer:

jodopløsning;

Forsøgets fremskridt

Hæld lidt mælk i et glas.
Vi drypper jod.
Vi ser reaktionen.

Oplev resultat

Hvis væsken har fået en blålig farve, betyder det, at der er stivelse i mælken. Hvis der vises gullige cirkler på det, så er du heldig: der er ingen tilsætningsstoffer i denne mælk.

Videnskabelig forklaring

Jodopløsningen fungerede som en indikator: ved kontakt med stivelse ændrede den farve.

5. Er mælken frisk?

Materialer og værktøjer:

bagepulver;

Forsøgets fremskridt

Hæld et halvt glas mælk.
Tilsæt ½ tsk. soda
Vi ser reaktionen.

Oplev resultat

Hvis der kommer skum, er mælken blevet sur.

Videnskabelig forklaring

Når natriumbicarbonat (sodavand) tilsættes til et surt medium, sker der en neutraliseringsreaktion. Syren og alkali (sodavand) neutraliserer hinanden og frigiver kuldioxid, som skummer blandingen.

6. At lave limonade

Materialer og værktøjer:

citronsyre;

bagepulver;

Forsøgets fremskridt

Hæld en teskefuld citronsyre og sodavand i et reagensglas, og tilsæt derefter to teskefulde granuleret sukker.
Hæld hele blandingen i en tør, ren kop og bland grundigt.
Del blandingen i flere lige store dele. Hver del kan pakkes i en pose.
Hæld en sådan del i et glas og fyld den med vand.

Oplev resultat

Resultatet er en sprudlende og kulsyreholdig drik, lige så forfriskende som limonade.

Videnskabelig forklaring

Når citronsyre interagerer med natriumbicarbonat, opstår der en neutraliseringsreaktion. Vi får natriumcitronsyre, kuldioxid og vand.

Н₃С₆Н₅О₇ + 3NaHCO₃ –> Na₃C₆H₅O₇ + 3CO₂ + 3H₂O

7. Hvordan koger man et revnet æg?

Materialer og værktøjer:

Forsøgets fremskridt

Læg ægget i kogende saltet vand og kog i 5 minutter.

Oplev resultat

Ægget vil være kogt og vil ikke lække ud af skallen.

Videnskabelig forklaring

Salt virker på protein som koagulant på en kolloid opløsning. Som et resultat koagulerer proteinet i skallens revner.