En kemisk ændring er en ændring af stof, der ændrer dets kemiske struktur, det vil sige, at det ændrer dets egenskaber, ikke kun dets form. Det betyder, at en kemisk ændring, også kendt som en kemisk reaktion eller et kemisk fænomen, involverer brud og dannelse af kemiske bindinger i et stof eller en forbindelse for at danne et nyt stof eller en ny forbindelse. Talrige kemiske ændringer sker i verden.
Derfor vil vi dedikere denne artikel til at fortælle dig om de vigtigste kemiske ændringer, der findes, og nogle eksempler på dem.
Hvad er kemiske ændringer?
Når to eller flere stoffer (kaldet reaktanter eller reagenser) gennemgår en kemisk reaktion, ændrer deres kemiske struktur sig i processen, og de er i stand til at forbruge (endoterme reaktioner) eller frigive (eksoterme reaktioner) energi, hvilket producerer to eller flere stoffer (kaldet produkter). Nogle kemiske reaktioner er farlige for mennesker, fordi de kan involvere eller producere giftige eller ætsende forbindelser. Andre reaktioner, såsom visse eksoterme reaktioner, kan forårsage eksplosioner.
I den kemiske industri produceres mange af de materialer, vi bruger i vores dagligdag, gennem kontrollerede kemiske reaktioner. Nogle reaktioner sker spontant, mens andre skal fremkaldes af mennesker i fabrikker eller kemiske laboratorier. En kemisk reaktion tager en bestemt tid at finde sted, afhængigt af reaktanternes art og de forhold, hvorunder reaktionen finder sted.
Derfor inkluderer faktorer, der påvirker hastigheden af kemiske reaktioner, generelt:
- Temperaturen stiger. En stigning i temperaturen har en tendens til at øge hastigheden af en kemisk reaktion.
- øget tryk. Forøgelse af trykket øger generelt hastigheden af en kemisk reaktion. Dette sker normalt, når stoffer, der er følsomme over for trykændringer, såsom gasser, reagerer. I tilfælde af væsker og faste stoffer forårsager trykændringer ikke væsentlige ændringer i deres reaktionshastigheder.
- Reagens aggregeringstilstand. Faste stoffer reagerer generelt langsommere end væsker eller gasser, selvom hastigheden også afhænger af hvert stofs reaktivitet.
- Brug af katalysator. De er stoffer, der bruges til at øge hastigheden af kemiske reaktioner. Disse stoffer forstyrrer ikke reaktionen, de styrer blot den hastighed, hvormed reaktionen sker. Der findes også stoffer kaldet hæmmere, som bruges på samme måde, men som har den modsatte effekt, idet de bremser reaktionen.
- lys energi. Nogle kemiske reaktioner fremskynder, når lys falder på dem.
- Reagenskoncentration. De fleste kemiske reaktioner sker hurtigere, hvis koncentrationerne af reaktanterne er høje.
Eksempler på kemiske ændringer
Enhver kemisk reaktion er et perfekt eksempel på en kemisk ændring, selv dem, der finder sted inde i vores krop. Nogle eksempler er:
- Vejrtrækning. Dette er en kemisk ændret biologisk proces, hvor ilt tages fra luften og bruges til at reagere med glukose, vi får fra fødevarer, hvilket producerer høje niveauer af kemisk energi (ATP) og store mængder kuldioxid (CO2) affald, der skal udskilles. For flere detaljer om denne proces, kan du læse om kemiske ændringer i stof.
- Syreregn. Det forekommer i miljøer med alvorlig luftforurening. Det er normalt et resultat af en kemisk ændring mellem vand lagret i skyer og andre gasser spredt i luften, hvis indhold af svovloxid eller nitrogenoxid skaber svovlsyre eller salpetersyre, der falder sammen med regnvand og danner salt. Reaktionen, der finder sted inde i batteriet, er mellem syren og metallet. For eksempel producerer et batteri, der bruger bly og svovlsyre, bly(II)sulfat, et hvidt salt. Ozonnedbrydning. Ozonmolekyler nedbrydes til iltmolekyler under påvirkning af en slags lys.
Kemisk forandring og fysisk forandring
Fysiske ændringer af et stof ændrer ikke dets sammensætning; det vil sige, de ændrer ikke stoffets kemiske struktur. Derfor kan stoffer ikke nedbrydes eller dannes gennem fysiske ændringer. En fysisk ændring ændrer blot stoffets fysiske egenskaber, såsom form, densitet og stoffets tilstand (fast, flydende, gasformig). Fysiske ændringer er normalt reversible, fordi de ændrer stoffets form eller tilstand, men ikke dets sammensætning.
For eksempel, når vand koger, kan vi forvandle en væske til en gas, men den resulterende damp består stadig af vandmolekyler. Omvendt, hvis vi fryser vand, bliver det fast, men er stadig kemisk det samme stof.
Et andet eksempel er den flydende gas, vi bruger i vores cigarettændere, normalt butan (C4H10) eller propan (C3H8), som bliver flydende, når der påføres højt tryk, men ikke ændrer sin kemiske sammensætning.
En kemisk ændring ændrer arrangementet og bindingen af atomerne i et stof, så de kombineres på en anden måde, hvilket resulterer i et andet stof end det oprindelige. Når der sker en kemisk ændring, ender du altid med den samme mængde stof, som du startede med, selvom det er i et andet forhold, fordi stof ikke kan skabes eller ødelægges, kun omdannes.
Hvis vi for eksempel reagerer vand (H2O) og kalium (K), får vi to nye stoffer: kaliumhydroxid (KOH) og brintgas (H2). Dette er en reaktion, der generelt frigiver meget energi og derfor er meget farlig.
Eksempler på kemiske ændringer i stof
Bagning af småkager eller kager
Almindelige fødevarer som småkager, kager, cupcakes osv. involverer en kemisk reaktion kaldet fermentering, hvor dejen hæver på grund af gasser produceret af gær . I brødbagning omdanner gær stivelse til glukose. For at lære mere om dens betydning, se vores artikel om landbrug og kemiske ændringer.
fordøjelse
Fordøjelsen af mad er et tydeligt eksempel på den kemiske omdannelse af stof gennem hydrolyse (nedbrydning af organisk stof ved hjælp af vand). Den mad, vi spiser, såsom frugt, grøntsager og kød, gennemgår en blandingsproces med mavesaft for bedre at absorbere næringsstoffer og omdanne dem til forskellige stoffer alt efter kroppens behov.
I samme proces fjernes de overskydende grundstoffer eller toksiner fra organismen på en anden måde end den oprindelige; i form af afføring, urin, sved mv.
pulque
Fermentering er en katabolisk proces, hvor glukosemolekyler nedbrydes i fravær af ilt. Nogle alkoholholdige drikkevarer, der fremstilles ved fermentering, omfatter cider, øl og læskevin, hvor sidstnævnte er en af de mindst kendte drikkevarer i verden. Pulque udvindes fra agaveplanten gennem en traditionel proces , hvor plantens modning er nøglen til at opnå det endelige produkt, som er hvidt, surt og tyktflydende med en meget specifik smag, der ikke er til alles smag.
Gæring sker også under fremstilling af brød, yoghurt og ost, blandt andre.
Caramelo
Karamel er et grundlæggende eksempel på en kemisk ændring i stof, da fast hvidt sukker, opvarmet i et par minutter, bliver til en ravfarvet goo med en behagelig aroma. Der genereres med andre ord et helt andet produkt end originalen.
Jeg håber, at du med denne information kan lære mere om kemiske ændringer og deres eksempler.