Реакции между простыми и сложными веществами, когда один человек из элементов сложного вещества заменяется на человека из простого вещества, называются реакциями замещения.
Вещества и их свойства. Чистые вещества и смеси. Превращения веществ
В работе проводится различие между телами и веществами, даются понятия чистых веществ и смесей, свойств веществ, природных и химических явлений. Приведены моменты и условия химических реакций — их роль в жизни человека и природы.
Мир вокруг нас разнообразен, но с научной точки зрения его богатство можно выразить двумя понятиями. Нас окружают тела и материя. Мы должны различать эти два понятия. Химия имеет дело с веществом и поэтому требует тщательного изучения основных свойств вещества, соответствующих явлений и свойств этих явлений, которые называются химическими явлениями.
Тело и вещество
Ниже приведены определения этих основных понятий
- Физическим телом называют материальный объект.
- Вещество представляет собой вид материи, то, из чего состоит любое физическое тело.
Тело — это форма, изолированная от окружающей среды, имеющая границы и занимающая объем в пространстве. Все тела состоят из материи.
У сущности есть самая важная функция — масса. Количество вещества в теле и тип вещества, которое оно содержит, определяют массу тела.
Стекло, растения и планеты являются примерами тел. Сущность стекла — это стекло. Растения состоят из многих веществ, таких как углеводы, белки и вода. А количество веществ, из которых состоит планета, например, Земля, измеряется миллионами.
Из одного и того же вещества могут быть образованы различные тела. Медь может использоваться для изготовления проводов и валюты. Пластик может использоваться для производства посуды, мебели, труб и других предметов.
Когда тело разделяется, образуется новое тело. Материя не меняется при расщеплении, но существуют пределы расщепления, молекулы и мельчайшие структурные единицы.
Вещество в различных состояниях
В зависимости от условий, таких как температура и давление, составляющие материалы упорядочиваются и движутся по-разному. В результате вещество принимает различные когезионные ситуации — оно может быть газом, жидкостью или твердым телом. Переход от одной ситуации к другой осуществляется при определенном сочетании условий.
Например, при нормальном атмосферном давлении влажная вода закипает и преобразуется до 100°C, кристаллизуя лед при 0°C. Обратные переходы — конденсация и плавление — происходят при одинаковом сочетании условий.
Вещества в кумулятивном состоянии образуют тела. Примером жидкости является вода в контейнере. Такое тело имеет форму контейнера, но сохраняет свой объем при его изменении. Газы в цилиндрах также образуют естественные тела. В отличие от жидкостей, газовые тела полностью заполняют контейнер.
Помимо трех основных когезивных состояний, различают переходные состояния — аморфное, фумидальное — и плазменное.
Основные свойства вещества
Каждое свойство материала — это набор характеристик, отличающих его от других материалов. Различают два типа свойств.
- Физические: цвет, вязкость, температура кипения и плавления, плотность, электропроводность, теплоемкость и другие. Эти свойства меняются при переходе в другое агрегатное состояние. Их можно наблюдать и измерять; при этом не требуется превращать одно вещество в другое.
- Химические свойства характеризуют особенности веществ относительно взаимодействий, при которых происходят изменения состава. Они показывают степень активности вещества и условия ее проявления. Переход между агрегатными состояниями не меняет химических свойств.
Чистые вещества и химические смеси
Самые маленькие частицы вещества — это его молекулы. Разные вещества состоят из разных молекул. Если вещество состоит из одних и тех же молекул, оно называется чистым. Примерами чистых веществ являются вода, сахар и полиэтилен.
В природе почти все вещества находятся в виде смесей, комбинаций с различными молекулами. Компоненты смеси не взаимодействуют химически и могут быть разделены естественным путем. Типы смесей, их примеры и методы разделения могут легко существовать в виде таблиц.
- газовые растворы (воздух)
- жидкие растворы (смесь сахара с водой)
- твердые растворы (латунь)
- выпаривание
- хроматография
- экстракция
- композитные материалы (стеклопластик), горные породы (гранит)
- эмульсии (молоко)
- суспензии, или жидкие взвеси (цементный раствор)
- дым
- отстаивание
- фильтрация
- магнитная сепарация
- центрифугирование
Состав чистых веществ остается неизменным, и их свойства остаются постоянными, но пропорции компонентов в смеси могут меняться. Чистые вещества не существуют вообще и обычно считаются чистыми веществами, примеси в которых практически не влияют на их свойства.
Явления, в которых участвует вещество
Физические явления
Если в ходе процесса одни вещества не превращаются в другие, следует говорить о природных явлениях. Исходное вещество приобретает другие физические свойства по мере его деформации, дробления, растворения и изменения состояния агломерации. Однако при этом не образуется нового вещества.
Примером природного явления является электрический ток, протекающий по медному проводу. Происходит воздействие на физическое состояние вещества — проводник намагничивается и нагревается. Однако сам кабель остается медным.
Химические явления
Процесс трансформации — это химическое явление или реакция, в ходе которой происходит перестройка и образование новых молекул. Так появляется ржавчина на стали, так горят дрова на кухне или так испаряется бензин в двигателе автомобиля. Электрические токи также могут вызывать химические реакции, проходя через определенные растворы, плавя и проходя через воду, расщепляя ее на водород и кислород.
В химической реакции различают исходные вещества (реактивы), которые в нее вступают, и продукты получившейся реакции. Например, водород и кислород при определенных условиях могут выступать в качестве реактантов и образовывать продукт — воду.
Признаки химических реакций
Внешние признаки могут указывать на протекание химической реакции.
- изменение окраски веществ;
- выделение газа;
- выпадение или растворение осадка;
- появление запаха;
- выделение либо поглощение тепла;
- световое излучение.
Например, сгорание металлического магния сопровождается большим количеством тепла и яркими вспышками, а кислотность молока — характерным запахом.
Условия, необходимые для химических реакций
Чтобы началась реакция, вещества должны находиться в контакте друг с другом. Для увеличения поверхности контакта реагентов может потребоваться их измельчение, перемешивание и растворение. Некоторые реакции начинаются спонтанно при соблюдении условий контакта. В других случаях требуются дополнительные условия.
- нагревание;
- воздействие света;
- электрический ток;
- облучение;
- механическое воздействие;
- введение в реакционную смесь особых веществ – катализаторов.
Дальнейшие процессы реакций зависят от их тепловых эффектов. Фактом является то, что энергия высвобождается или поглощается во всех химических процессах. Исходя из этого, можно выделить два типа реакции.
- Экзотермические реакции идут с выделением тепловой (иногда и световой) энергии, которая поддерживает их течение. Таковы, например, все реакции горения: нагревание нужно только для того, чтобы инициировать их.
- Эндотермические реакции протекают с поглощением энергии. В качестве примера можно привести разложение сахара до сажи и воды. Эта реакция требует сильного нагревания и постоянного подвода тепла.
Дальнейшие процессы реакций зависят от их тепловых эффектов. Фактом является то, что энергия высвобождается или поглощается во всех химических процессах. Исходя из этого, можно выделить два типа реакции.
Физические явления
Воду наливают в колбу и доводят до кипения. Все вы знаете, что когда вода закипает, она превращается в пар, то есть переходит в другое кумулятивное состояние. Однако нетрудно доказать, что вода и пар — это одно и то же вещество. Подумайте, как это можно сделать.
Нагрейте тонкую стеклянную трубку в пламени палочки. Стекло размягчится, и вы сможете легко изменить форму трубки, но стекло как вещество останется прежним.
Эти явления являются природными явлениями. Природные явления не создают новых веществ. Меняется только кумулятивное состояние материи, а форма и состав материи остаются неизменными (рис. 48).
Например, вода — это вещество в природе, которое образует реки и океаны, а также ледники и облака. Ледники тают, облака роняют капли воды, и вода испаряется. Другими словами, совокупное состояние меняется, но состав молекул остается прежним.
Гнуть проволоку, молоть соль, плавить металл (рис. 49), создавать куски мрамора, перемалывать зерно в муку и превращать воду в пар путем кипячения — все это природные явления. Они являются результатом деятельности человека. Меняется только форма или общее состояние материи.
Природные явления — это события, при которых изменяется только форма или общее состояние материи.
Химические явления (реакции)
Разве материя не меняется всегда? Нагрейте красную медную проволоку в пламени спиртовки. Проволока покрыта черным порошком, который легко удаляется ножом. Новое вещество — это уже медь. Он отличается от меди по цвету и плотности. В этом эксперименте вы будете наблюдать химические явления, вызванные химическими реакциями.
Химическая реакция — это явление, при котором одно вещество превращается в другое.
Природа — это огромная лаборатория, в которой постоянно образуются новые вещества. Горные породы и минералы постепенно разрушаются и превращаются в новые вещества под воздействием солнца, воды и углекислого газа. В зеленых растениях глюкоза и крахмал образуются из углекислого газа и воды.
Люди преобразуют вещества из природы (природный газ, нефть и минералы) в необходимые бензин, резину, пластмассы, волокна и минералы. Часто в результате многих преобразований получаются новые вещества, не существующие в природе. Во время всех этих процессов исходное вещество разрушается и образуется новое.
Например, при сжигании магния образуется новое вещество MgO (рис. 50). При сгорании метана образуются два вещества: двуокись углерода CO2 и вода H2При разложении соединения HgO образуются два новых соединения: ртуть Hg и кислород O2 (рис. 51).
Ржавчина на железе (рис. 52), кипящая вода, горящие зажигалки, распространение запахов — какие из этих явлений можно охарактеризовать как химическую реакцию? Каковы признаки того, что произошла химическая реакция?
Признаки химических реакций
Давайте проведем несколько химических реакций. Нагрейте в пробирке зеленый порошок малахита (рис. 53), минерала, состоящего из атомов меди, углерода, водорода и кислорода. Малахитовый порошок начинает «кипеть» под воздействием выделяющихся газов. Если поднести спичку к отверстию в пробирке, спичка погаснет, так как выделяющийся углекислый газ препятствует горению пробирки. На стенках пробирки видны капли воды, а на дне находится черный порошок соединения меди (CuO). Наблюдения показывают, что образуется новое вещество с другими свойствами. Отопление остановлено. Выделение углекислого газа немедленно прекращается — реакция больше не продолжается.
Существуют и другие признаки химических реакций. Например, когда магний горит, он излучает яркий свет и выделяет большое количество тепла (см. рис. 50).
Кстати, магниевые вспышки ранее использовались для освещения объектов во время съемок.
Когда часть раствора сливается, наблюдается осадок (рис. 54). Некоторые осадки можно растворить с помощью других веществ. Например, когда растворы соды и извести сливают вместе, образуется белый осадок, который легко растворяется в уксусе.
Сильный запах можно обнаружить, если зажечь спички. Какие еще признаки химической реакции наблюдаются при горении спички?
Изменения в веществе указывают на химическую реакцию и являются признаками химической реакции.
Признаки химической реакции: — выделение газа. — Образование или исчезновение отложений. — Изменение цвета. — Появление запаха. — Световое вещание. — Выделение или поглощение тепла.
Большинство веществ не могут вступать в спонтанные реакции. Многие химические реакции должны происходить при определенных условиях.
Химические реакции можно классифицировать по-разному. Химические реакции делятся на четыре типа, в зависимости от количества вещества, вступающего в реакцию и образующегося в результате реакции (рис. 1):.
«Физические и химические явления (химические реакции)»
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: природные явления, химические явления, химические реакции, признаки химических реакций, важность природных и химических явлений.
Естественные явления — это явления, при которых обычно изменяется только общее состояние вещества. Примерами природных явлений являются плавление стекла, испарение или замерзание воды.
Химические явления — это явления, которые вызывают появление других веществ из данного вещества. В химических явлениях исходное вещество превращается в другое вещество с другими свойствами. Примерами химических явлений являются сгорание топлива, разложение органических веществ, ржавление железа и молока.
Химические явления иначе называют химическими реакциями.
Условия возникновения химических реакций
То, что в результате химической реакции одно вещество превращается в другое, можно определить по внешним признакам (выделение тепла (иногда света), изменение цвета, появление запаха, образование осадка, выделение газа).
Многие химические реакции требуют тесного контакта с реагирующими веществами и друг с другом. Для этого их измельчают и перемешивают, увеличивая поверхность контакта с реагирующими веществами. Многие реакции осуществляются в растворе, потому что самое тонкое измельчение веществ происходит при их растворении.
Измельчение и перемешивание веществ является лишь одним из условий возникновения химической реакции. Например, опилки не воспламеняются при контакте с воздухом при нормальной температуре. Чтобы инициировать химическую реакцию, вещество часто необходимо нагреть до определенной температуры.
Необходимо проводить различие между «условиями возникновения» и «условиями химической реакции». Например, для инициирования горения требуется только нагрев в самом начале, после чего реакция сопровождается выделением тепла и света, и дальнейший нагрев не требуется. Кроме того, в случае разложения воды поток электроэнергии необходим не только для инициирования реакции, но и для ее продолжения.
Наиболее важными условиями для химических реакций являются
- тщательное измельчение и перемешивание веществ;
- предварительное нагревание веществ до определённой температуры.
Значение физических и химических явлений
Химические реакции очень важны. Они используются для производства металлов, пластмасс, удобрений и лекарств. Они также являются источником энергии. Например, топливо производит тепло и используется в быту и в промышленности.
Все жизненные процессы, происходящие в живых организмах (например, дыхание, пищеварение, фотосинтез), также связаны с различными химическими превращениями. Например, химическое превращение веществ в пище (белков, жиров и углеводов) происходит с выделением энергии. Он используется организмом для поддержания жизненно важных процессов.
Конспект курса «Природные и химические явления (химические реакции)».
Когда тело разделяется, образуется новое тело. Материя не меняется при расщеплении, но существуют пределы расщепления, молекулы и мельчайшие структурные единицы.
Типы химических реакций
Поместите дихромат аммония в керамический тигель.
Что вы видите? Запишите свои мысли о процессе и запишите уравнение реакции. Почему эту реакцию называют «химическим вулканом»?
Химические реакции можно классифицировать по-разному. Химические реакции делятся на четыре типа, в зависимости от количества вещества, вступающего в реакцию и образующегося в результате реакции (рис. 1):.
Реакции соединения
Реакции, в которых два или более простых или сложных веществ образуют соединение, называются сложными реакциями.
Химические реакции могут потребовать нагревания. В этом случае в уравнении скорости реакции над стрелкой ставится символ t.
Реакции разложения
Реакции, в которых соединение используется для образования двух или более простых или сложных соединений, называются реакциями расщепления.
Если во время реакции выделяется газ, в таком случае, рядом с её химической формулой проставляется стрелка, направленная вверх
