FYSIEKE VERANDERINGEN: TYPEN EN HUN KENMERKEN, VOORBEELDEN - CHEMIE - 2026

De fysieke veranderingen zijn die waarbij een verandering in de techniek wordt waargenomen zonder de noodzaak de aard ervan te wijzigen; dat wil zeggen zonder dat er breuken of vorming van chemische bindingen zijn. Daarom, uitgaande van een stof A, moet deze voor en na de fysieke verandering dezelfde chemische eigenschappen hebben.

Zonder fysieke veranderingen zouden de verschillende vormen die bepaalde objecten kunnen verwerven niet bestaan; de wereld zou een statische en gestandaardiseerde plek zijn. Om ze te laten plaatsvinden, is de werking van energie op de materie noodzakelijk, hetzij in de vorm van warmte, straling of druk; druk die mechanisch met onze eigen handen kan worden uitgeoefend.

Timmerwerkplaats. Bron: Pixabay

In een timmerwerkplaats kun je bijvoorbeeld de fysieke veranderingen observeren die hout ondergaat. Zagen, borstels, gutsen en gaten, spijkers, enz., Zijn essentiële elementen zodat het hout, uit een blok en door middel van schrijnwerktechnieken, kan worden omgevormd tot een kunstwerk; zoals een meubelstuk, een traliewerk of een uitgesneden doos.

Als hout wordt beschouwd als stof A, ondergaat het in wezen geen enkele chemische transformatie nadat het meubilair is voltooid (zelfs als het oppervlak een chemische behandeling heeft ondergaan). Als dit meubelstuk wordt verpulverd tot een handvol zaagsel, blijven de moleculen in het hout ongewijzigd.

Praktisch gezien verandert het cellulosemolecuul van de boom waaruit het hout is gesneden de structuur tijdens dit proces niet.

Als het meubilair in brand zou staan, zouden de moleculen reageren met zuurstof in de lucht en uiteenvallen in koolstof en water. In deze situatie zou er een chemische verandering optreden, aangezien na verbranding de eigenschappen van het residu anders zouden zijn dan die van het meubilair.

Soorten chemische veranderingen en hun kenmerken

Onomkeerbaar

Het hout in het vorige voorbeeld kan fysieke veranderingen in grootte ondergaan. Het kan worden gelamineerd, gesneden, gescherpt, enz., Maar nooit in volume. In die zin kan hout zijn oppervlakte vergroten, maar niet zijn volume; die daarentegen constant wordt verminderd terwijl het in de werkplaats wordt gewerkt.

Als het eenmaal is gesneden, kan het niet in zijn oorspronkelijke vorm worden teruggebracht, aangezien hout geen elastisch materiaal is; met andere woorden, het ondergaat onomkeerbare fysieke veranderingen.

Bij dit type verandering kan materie, hoewel ze geen enkele reactie ondergaat, niet terugkeren naar haar oorspronkelijke staat.

Een ander kleurrijker voorbeeld is het spelen met een gele en blauwachtige plasticine. Door ze samen te kneden en nadat ze de vorm van een bal hebben gekregen, wordt hun kleur groen. Zelfs als je een mal had om ze in hun oorspronkelijke vorm terug te brengen, zou je twee groene balken hebben; blauw en geel konden niet meer van elkaar worden gescheiden.

Naast deze twee voorbeelden kan ook gedacht worden aan het blazen van bellen. Hoe meer ze worden geblazen, hoe groter het volume ervan; maar eenmaal vrij, kan er geen lucht meer worden afgezogen om hun omvang te verkleinen.

Omkeerbaar

Hoewel er geen nadruk wordt gelegd op het adequaat beschrijven ervan, zijn alle veranderingen in de toestand van materie omkeerbare fysieke veranderingen. Ze zijn afhankelijk van druk en temperatuur, evenals de krachten die de deeltjes bij elkaar houden.

Een ijsblokje in een koelbox kan bijvoorbeeld smelten als het buiten de vriezer blijft staan. Na een tijdje vervangt het vloeibare water het ijs in het kleine compartiment. Als dezelfde koeler weer in de vriezer wordt geplaatst, zal het vloeibare water temperatuur verliezen totdat het bevriest en weer een ijsblokje wordt.

Het fenomeen is omkeerbaar omdat de opname en afgifte van warmte door het water plaatsvindt. Dit geldt ongeacht waar het vloeibare water of ijs wordt opgeslagen.

Het belangrijkste kenmerk en verschil tussen een omkeerbare en onomkeerbare fysieke verandering is dat in de eerste de stof (water) op zichzelf wordt beschouwd; terwijl in de tweede wordt gekeken naar het fysieke uiterlijk van het materiaal (hout, en niet celluloses en andere polymeren). In beide blijft de chemische aard echter constant.

Soms is het verschil tussen deze typen niet duidelijk en is het in dergelijke gevallen handig om de fysieke veranderingen niet te classificeren en ze als één geheel te behandelen.

Voorbeelden van fysieke veranderingen

In de keuken

In de keuken vinden talloze fysieke veranderingen plaats. Het maken van een salade is ermee verzadigd. Tomaten en groenten worden naar believen gehakt, waardoor hun oorspronkelijke vorm onomkeerbaar wordt gewijzigd. Als er brood aan deze salade wordt toegevoegd, wordt het in plakjes of stukjes van een landbrood gesneden en met boter bestrooid.

De zalving van brood en boter is een fysieke verandering, aangezien de smaak verandert, maar moleculair blijft het onveranderd. Als ander brood wordt geroosterd, krijgt het meer kracht, smaak en kleur. Deze keer wordt er gezegd dat er een chemische verandering heeft plaatsgevonden, want het maakt niet uit of deze toast koud is of niet: hij krijgt nooit zijn oorspronkelijke eigenschappen terug.

Voedingsmiddelen die in de blender worden gehomogeniseerd, zijn ook voorbeelden van fysieke veranderingen.

Aan de zoete kant, wanneer chocolade wordt gesmolten, wordt opgemerkt dat het van een vaste naar een vloeibare toestand gaat. De bereiding van siropen of snoep waarbij geen gebruik wordt gemaakt van warmte, verandert ook in dit soort materie.

Opblaasbare kastelen

In een speeltuin in de vroege uurtjes worden enkele doeken op de vloer waargenomen, inert. Na een paar uur worden deze opgelegd als een kasteel van vele kleuren waar kinderen naar binnen springen.

Deze abrupte volumeverandering is te wijten aan de enorme massa lucht die naar binnen wordt geblazen. Zodra het park is gesloten, wordt het kasteel leeggelopen en gered; daarom is het een omkeerbare fysieke verandering.

Glas ambachten

Glas ambachten. Bron: Pixabay

Glas smelt bij hoge temperaturen en kan vrij worden vervormd om het elk ontwerp te geven. In de afbeelding hierboven kun je bijvoorbeeld zien hoe een glazen paard wordt gevormd. Zodra de glazige pasta is afgekoeld, zal deze uitharden en is het ornament klaar.

Dit proces is omkeerbaar, want door opnieuw temperatuur aan te brengen, kan het nieuwe vormen krijgen. Veel glasornamenten ontstaan ​​door deze techniek, ook wel glasblazen genoemd.

Diamantslijpen en minerale facetten

Geslepen diamant. Bron: Roman Köhler, van Wikimedia Commons Bij het slijpen van een diamant ondergaat deze constante fysieke veranderingen om het oppervlak dat het licht reflecteert te vergroten. Dit proces is onomkeerbaar en geeft de ruwe diamant een extra en exorbitante economische waarde.

Ook kun je in de natuur zien hoe mineralen meer kristallijne structuren aannemen; dat wil zeggen, ze facetten door de jaren heen.

Dit bestaat uit een fysiek veranderingsproduct van een herschikking van de ionen waaruit de kristallen bestaan. Bij het beklimmen van een berg kun je bijvoorbeeld meer gefacetteerde kwartsstenen vinden dan andere.

Ontbinding

Wanneer een in water oplosbare vaste stof, zoals zout of suiker, wordt opgelost, wordt een oplossing met respectievelijk een zoute of zoete smaak verkregen. Hoewel beide vaste stoffen in het water "verdwijnen", en de laatste een verandering in smaak of geleidbaarheid ondergaat, treedt er geen reactie op tussen de opgeloste stof en het oplosmiddel.

Zout (gewoonlijk natriumchloride), bestaat uit Na ⁺ en Cl ^- ionen . In water worden deze ionen gesolvateerd door watermoleculen; maar de ionen ondergaan geen reductie of oxidatie.

Hetzelfde geldt voor de sucrose- en fructosemoleculen in suiker, die geen enkele van hun chemische bindingen verbreken wanneer ze in wisselwerking staan ​​met water.

Kristallisatie

Hier verwijst de term kristallisatie naar de langzame vorming van een vaste stof in een vloeibaar medium. Terugkerend naar het voorbeeld van suiker: wanneer de verzadigde oplossing wordt verwarmd tot koken en vervolgens laten rusten, krijgen de sucrose- en fructosemoleculen voldoende tijd om goed te sorteren en zo grotere kristallen te vormen.

Dit proces is omkeerbaar als er weer warmte wordt geleverd. In feite is het een veel gebruikte techniek om gekristalliseerde stoffen te zuiveren van onzuiverheden die in het medium aanwezig zijn.

Neon lichten

Neon lichten. Bron: Pexels

In neonlichten worden gassen (waaronder kooldioxide, neon en andere edelgassen) verwarmd door middel van een elektrische ontlading. Gasmoleculen worden geëxciteerd en ondergaan elektronische overgangen die straling absorberen en uitzenden terwijl de elektrische stroom onder lage druk door het gas gaat.

Hoewel de gassen ioniseren, is de reactie omkeerbaar en keert praktisch terug naar de oorspronkelijke toestand zonder de vorming van producten. Neonlicht is uitsluitend rood van kleur, maar in de populaire cultuur wordt dit gas ten onrechte aangeduid voor alle lichten die met deze methode worden geproduceerd, ongeacht kleur of intensiteit.

Fosforescentie

Fosforescerend ornament. Bron: Lưu Ly, van Wikimedia Commons. Op dit punt kan er een discussie ontstaan ​​tussen de vraag of fosforescentie meer gerelateerd is aan een fysische of chemische verandering.

Hier is de emissie van licht langzamer na absorptie van hoogenergetische straling, zoals ultraviolet. De kleuren zijn het product van deze lichtemissie die wordt veroorzaakt door elektronische overgangen binnen de moleculen waaruit het ornament bestaat (bovenste afbeelding).

Aan de ene kant heeft licht een chemische wisselwerking met het molecuul, waarbij het zijn elektronen opwekt; en aan de andere kant, als het licht eenmaal in het donker wordt uitgezonden, vertoont het molecuul geen enkele verbreking van zijn bindingen, wat wordt verwacht van alle fysieke interactie.

We spreken dan van een omkeerbare fysisch-chemische verandering, want als het ornament in zonlicht wordt geplaatst, neemt het weer ultraviolette straling op, die het vervolgens langzaam en met minder energie in het donker afgeeft.

Referenties

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (31 december 2018). Voorbeelden van fysieke veranderingen. Hersteld van: thoughtco.com
2. Roberts, Calia. (11 mei 2018). 10 soorten fysieke verandering. Wetenschappelijk. Hersteld van: sciencing.com
3. Wikipedia. (2017). Lichamelijke veranderingen. Hersteld van: en.wikipedia.org
4. Clackamas Community College. (2002). Onderscheid tussen chemische en fysische veranderingen. Hersteld van: dl.clackamas.edu
5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Chemie. (8e ed.). CENGAGE Leren.
6. Door Surbhi S. (7 oktober 2016). Verschil tussen fysieke verandering en chemische verandering. Hersteld van: keydifferences.com