Физични и химични промени

Виждаме три различни снимки на обекти, подложени на някакъв вид промяна. В това видео ще се фокусираме върху тяхното класифициране или като физични промени, или като химични промени. Може би вече си разсъждавал/а по този въпрос или го видя в предишен урок. При една физична промяна наблюдаваме промяна в свойствата, но нямаме промяна в реалния състав на разглеждания обект, докато при една химична промяна се наблюдава промяна на състава, на начина, по който съставните атоми и елементи са свързани един с друг – това свързване се променя. Първо искам да поставиш видеото на пауза и... тук виждаме топящ се лед, виждаме горящ пропан, както и корозия на желязо – искам да помислиш кое от тези е физична промяна и кое е химична промяна и защо. Добре, нека първо помислим за топенето на този лед. И ако искаме да го запишем на химичен език, можем да го запишем като Н2О, преминаващо от твърдата си форма към Н2О, преминаващо в течната си форма. Нямаме промяна в състава. И в двете състояния, без значение дали гледаш тази течна вода, или тази твърда вода тук, присъстват водни молекули. Всеки кислороден атом пак е свързан с два водородни атома. Така че няма промяна в състава. Топенето на леда е физична промяна. Ако продължим да нагряваме тази вода, и тя започне да се изпарява, това също ще е физична промяна. Когато се превръща във водна пара междумолекулните сили се преодоляват, но ковалентните връзки между кислородните атоми и водородните атоми не се разграждат, нито се създават нови. Отново, когато преминаваш от лед към вода, това е физична промяна, от вода към пара, или от течност към газ, това също е физична промяна. Едно правило, когато мислиш за това какво се случва на микроскопично ниво – и това е общо правило, но не е приложимо винаги – след малко ще видим краен случай – е че когато преодоляваш междумолекулни сили, това по принцип е физична промяна. Но ако имаш създаване или разграждане на химични връзки, това е химична промяна. Нека помислим какво става тук с пропана. Ако запишеш химичната реакция тук, това ще е пропан, С3Н8, в газообразна форма. Той има нужда от кислород, за да гори. За всеки мол пропан имаме пет мола молекулярен кислород в газообразна форма. И после, при горенето, се получават... за всеки един мол пропан и пет мола молекулярен кислород, се получават три мола газ въглероден диоксид и четири мола вода във вид на водна пара. И тук всъщност наблюдаваме разграждане и преобразуване на връзките в тези молекули. Не просто имаш физична промяна. Имаш химична промяна. Един начин за разсъждения е, че преди имаше пропан, С3Н8, а след реакцията вече няма пропан, когато по същество наблюдаваме този пламък, което е удивително. Това е просто много горещ газ и този много горещ газ, който виждаш, съдържа този въглероден диоксид съдържа водна пара. Причината да се нагрява толкова много е в това, че се освобождава много енергия. Нека сега помислим какво се случва тук с това желязо. Ако трябва да запиша това като химична реакция, за всеки четири мола желязо в твърда форма плюс три мола молекулярен кислород в газообразна форма – това е просто кислородът във въздуха около това желязо – се получават два мола железен оксид като твърдо вещество, който виждаме тук в оранжево. Това е железният оксид. Забележи, че при тази реакция се образуват нови йонни връзки в този железен оксид. И за да се осъществи реакцията, трябва да разградим металните връзки в твърдото желязо и ковалентните връзки в молекулярния кислород. Винаги, когато разграждаме и създаваме химични връзки, имаме химична промяна. Ще ти задам един интересен въпрос. Какво можем да кажем за разтварянето на натриев хлорид, т.е. готварска сол? Имаш NaCl в твърда форма, когато го поставиш във вода, получаваш натриев хлорид във воден разтвор. И как мислиш че изглежда солта, когато се случи това? Натриевият хлорид в твърда форма, знаем, че образува кристална решетка, понеже има йонни връзки. Ще опитам да начертая няколко от тях. Изглежда ето така, както сме виждали много пъти, като хлорът грабва електрони и става хлорид, става отрицателен йон, а натрият губи електрон и става положителен йон. Тези йони се привличат едни към други, и могат да образуват тази тримерна кристална решетка или структура, когато натриевият хлорид е в твърдо състояние. Опитвам да го начертая колкото мога по-добре в три измерения тук. И мога да поставя този тук, ето така. Но когато разтвориш натриев хлорид във вода, йоните се отдалечават. Йоните биват разтворени, разделят се във водата. И самите йонни връзки се разрушават. Можеш да кажеш, че съставните йони просто биват разделени, така че може би това е физична промяна. Или можеш да кажеш, че йонните връзки все пак са си химични връзки, те са силни връзки и щом са разделени, то наблюдаваме химична промяна. Оказва се, че това е една сива област, когато разглеждаме разтварянето на сол във вода, дали говорим за физична промяна, или говорим за физична промяна. И дори миналия уикенд бях на плажа и ни свърши солта, и направихме този процес наобратно. Отидох в океана и взех тенджера солена вода. Отне ми 30 минути да я изпаря. Успях да изпаря цялата вода, а солта, разтворена в тази вода, успя да възстанови тези йонни връзки. Така че може да се спори дали това е физична, или химична промяна. Определено се случва физична промяна на водата – изпарих я, но същевременно образувах йонни връзки между натрия и хлора. Така че някой може да твърди, че това може би е и физична, и химична промяна.