Schimbări fizice Sunt acelea în care se observă o schimbare a materiei, fără a fi necesară modificarea naturii acesteia; adică fără a rupe sau a forma legături chimice. Prin urmare, presupunând o substanță A, aceasta trebuie să aibă aceleași proprietăți chimice înainte și după schimbarea fizică..
Fără modificări fizice, varietățile de forme pe care anumite obiecte le pot dobândi nu ar exista; lumea ar fi un loc static și standardizat. Pentru ca acestea să aibă loc, acțiunea energiei asupra materiei este necesară, indiferent dacă este în modul căldurii, radiației sau presiunii; presiune care poate fi exercitată mecanic cu propriile noastre mâini.
De exemplu, într-un atelier de tâmplărie puteți observa schimbările fizice pe care le suferă lemnul. Ferăstraie, perii, gorgă și găuri, cuie etc., sunt elemente esențiale pentru ca lemnul, dintr-un bloc, și prin tehnici de tâmplărie, să poată fi transformat într-o operă de artă; ca o piesă de mobilier, o rețea sau o cutie sculptată.
Dacă lemnul este considerat ca substanță A, acesta nu suferă în mod esențial nicio transformare chimică după terminarea mobilierului (chiar dacă suprafața acestuia primește un tratament chimic). Dacă această piesă de mobilier este pulverizată într-o mână de rumeguș, moleculele lemnului vor rămâne neschimbate.
Practic, molecula de celuloză a arborelui din care a fost sculptat lemnul nu își modifică structura pe tot parcursul acestui proces..
Dacă mobilierul ar fi incendiat, atunci moleculele sale ar reacționa cu oxigenul din aer, transformându-se în carbon și apă. În această situație, ar exista o schimbare chimică, deoarece după ardere proprietățile reziduurilor ar fi diferite de cele ale mobilierului..
Indice articol
Lemnul din exemplul anterior poate suferi modificări fizice în dimensiune. Poate fi laminat, tăiat, tăiat etc., dar nu a crescut niciodată în volum. În acest sens, lemnul își poate mări suprafața, dar nu volumul; care, dimpotrivă, se reduce constant pe măsură ce se lucrează în atelier.
Odată ce este tăiat, nu poate fi readus la forma inițială, deoarece lemnul nu este un material elastic; cu alte cuvinte, suferă modificări fizice ireversibile.
În acest tip de schimbare, materia, deși nu experimentează nicio reacție, nu poate reveni la starea sa inițială..
Un alt exemplu mai colorat este jocul cu argila galbenă și albăstruie. Când le frământați împreună și după ce le dați forma unei bile, culoarea lor devine verde. Chiar dacă ai avea o matriță pentru a le readuce la forma inițială, ai avea două bare verzi; albastru și galben nu mai puteau fi separate.
În plus față de aceste două exemple, ar putea fi luate în considerare și bulele suflante. Cu cât sunt mai suflați, volumul acestora crește; dar odată eliberat, nu se poate extrage aer pentru a reduce dimensiunea acestora.
Deși accentul nu se pune pe descrierea adecvată a acestora, toate schimbările în starea materiei sunt schimbări fizice reversibile. Acestea depind de presiune și temperatură, precum și de forțele care leagă particulele.
De exemplu, într-un răcitor, un cub de gheață se poate topi dacă este lăsat să stea în afara congelatorului. După un timp, apa lichidă înlocuiește gheața din compartimentul mic. Dacă același răcitor este returnat la congelator, apa lichidă își va pierde temperatura până când îngheață și va deveni din nou un cub de gheață..
Fenomenul este reversibil deoarece apa absoarbe și eliberează căldură. Acest lucru se întâmplă indiferent de locul în care este stocată apa lichidă sau gheața..
Principala caracteristică și diferența dintre o schimbare fizică reversibilă și ireversibilă este aceea că în prima substanță (apa) este luată în considerare; în timp ce în al doilea, se are în vedere aspectul fizic al materialului (lemnul, și nu celulozele și alți polimeri). În ambele, însă, natura chimică rămâne constantă..
Uneori, diferența dintre aceste tipuri nu este clară și este recomandabil, în astfel de cazuri, să nu clasificați modificările fizice și să le tratați ca una.
În bucătărie au loc nenumărate schimbări fizice. Prepararea unei salate este saturată cu ele. Roșiile și legumele sunt tocate după bunul plac, modificându-și formele inițiale ireversibil. Dacă pâinea este adăugată la această salată, aceasta este tăiată în felii sau bucăți dintr-o pâine țărănească și se întinde cu unt.
Ungerea pâinii și a untului este o schimbare fizică, deoarece aroma sa se schimbă, dar molecular rămâne neschimbată. Dacă o altă pâine este prăjită, va dobândi o rezistență, o aromă și culori mai intense. De această dată se spune că a existat o schimbare chimică, deoarece nu contează dacă acest pâine prăjită este rece sau nu: nu își va recăpăta niciodată proprietățile inițiale.
Alimentele care sunt omogenizate în blender reprezintă, de asemenea, exemple de modificări fizice.
Pe partea dulce, când ciocolata este topită, se observă că trece de la o stare solidă la una lichidă. Pregătirea siropurilor sau a dulciurilor care nu implică utilizarea căldurii intră, de asemenea, în acest tip de schimbări de materiale..
Într-un loc de joacă la primele ore, puteți vedea câteva pânze pe podea, inerte. După câteva ore, acestea se impun ca un castel de multe culori în care copiii sar înăuntru.
Această schimbare bruscă a volumului se datorează imensei mase de aer suflate în interior. Odată ce parcul este închis, castelul este dezumflat și salvat; prin urmare, este o schimbare fizică reversibilă.
Sticla la temperaturi ridicate se topește și poate fi deformată liber pentru a da orice design. În imaginea de mai sus, de exemplu, puteți vedea cum se modelează un cal de sticlă. Odată ce pasta sticloasă se răcește, aceasta se va întări și ornamentul va fi terminat.
Acest proces este reversibil, deoarece aplicând din nou temperatura, i se pot da forme noi. Multe ornamente din sticlă sunt create prin această tehnică, cunoscută sub numele de suflare de sticlă..
De asemenea, în natură se poate observa cum mineralele adoptă structuri mai cristaline; adică ele se confruntă de-a lungul anilor.
Acesta constă dintr-o schimbare fizică produsă dintr-o rearanjare a ionilor care alcătuiesc cristalele. Urcând un munte, de exemplu, puteți găsi pietre de cuarț care sunt mai fațetate decât altele..
Când se dizolvă un solid solubil în apă, cum ar fi sarea sau zahărul, se obține o soluție cu gust sărat sau, respectiv, dulce. Deși ambele solide „dispar” în apă, iar acesta din urmă suferă o schimbare a gustului sau conductivității sale, nu se produce nicio reacție între solut și solvent..
Sarea (de obicei clorură de sodiu), este formată din ioni Na+ și Cl-. În apă, acești ioni sunt solvați de molecule de apă; dar ionii nu suferă nici reducere, nici oxidare.
Același lucru se întâmplă cu moleculele de zaharoză și fructoză din zahăr, care nu rup niciuna dintre legăturile lor chimice atunci când interacționează cu apa..
Aici termenul de cristalizare se referă la formarea lentă a unui solid într-un mediu lichid. Revenind la exemplul zahărului, când soluția sa saturată este încălzită până la fierbere, apoi lăsată să se odihnească, moleculelor de zaharoză și fructoză li se acordă suficient timp pentru a se aranja corespunzător și astfel a forma cristale mai mari..
Acest proces este reversibil dacă se furnizează din nou căldură. De fapt, este o tehnică larg utilizată pentru a purifica substanțele cristalizate de impuritățile prezente în mediu..
În lumina neonului, gazele (inclusiv dioxidul de carbon, neonul și alte gaze nobile) sunt încălzite prin intermediul unei descărcări electrice. Moleculele de gaz devin excitate și suferă tranziții electronice care absorb și emit radiații pe măsură ce curentul electric trece prin gaz la presiune scăzută..
Deși gazele se ionizează, reacția este reversibilă și practic revin la starea inițială fără formarea de produse. Lumina neonului este exclusiv roșie, dar în cultura populară acest gaz este incorect desemnat pentru toate luminile produse prin această metodă, indiferent de culoare sau intensitate..
Aici, emisia de lumină este mai lentă după absorbția radiațiilor de mare energie, cum ar fi ultraviolete. Culorile sunt produsul acestei emisii de lumină datorită tranzițiilor electronice din moleculele care alcătuiesc ornamentul (imaginea de sus).
Pe de o parte, lumina interacționează chimic cu molecula, excitând electronii acesteia; iar pe de altă parte, odată ce lumina este emisă în întuneric, molecula nu prezintă nici o rupere a legăturilor sale, ceea ce este de așteptat de la orice interacțiune fizică.
Vorbim atunci de o schimbare fizico-chimică reversibilă, deoarece, dacă ornamentul este plasat în lumina soarelui, acesta reabsorbe radiațiile ultraviolete, pe care le va elibera apoi în întuneric încet și cu mai puțină energie..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.