- Hoe chemische veranderingen te herkennen?
- kenmerken
- Verandering in temperatuur of het vrijkomen van licht
- Gasvorming
- Vorming van neerslag
- Onomkeerbaarheid
- Soorten
- Voorbeelden
- Vergeling van papier
- Vuurwerk
- Holtes
- Algengroei
- Ontbinding van de Alka-Seltzer
- Lichamelijke pestilenties
- Verrotting
- Cola en munt
- Explosies
- Hout branden
- zon bruinen
- Rode koolsap
- Kook een ei
- Leer vervagen
- Gebakken
- Corrosie
- Batterijen
- Mug bloed
- Jodium klok
- Olifantenpasta
- Verbrand papier
- Apple oxidatie
- Voedsel rot
- Yoghurtproductie
- Open fles champagne
- Wijnproductie
- Referenties
De chemische veranderingen zijn de veranderingen die optreden in stoffen of materie door chemische reacties. Ze worden gekenmerkt doordat ze onomkeerbaar zijn, omdat ze de vorming van nieuwe bindingen met zich meebrengen die energie of andere reacties nodig hebben om hun effecten om te keren.
Het leven en zijn biochemie, bijvoorbeeld, bestaan uit voortdurende chemische veranderingen die een groot aantal reacties onthullen die plaatsvinden binnen levende wezens. Het resultaat is de groei, ontwikkeling en veroudering van plantaardig en dierlijk weefsel; dat het, zoals wetenschappelijk en thermodynamisch algemeen bekend is, een onomkeerbaar proces is.
De kleurverandering van de bladeren tijdens de herfst is een voorbeeld van een chemische verandering. Bron: Jake Colvin via Pexels.
Dat is de reden waarom we bij levende wezens, van ongewervelde dieren tot gewervelde dieren, chemische veranderingen vinden, zelfs tijdens het eten van hun voedsel, omdat ze enzymatische reacties gebruiken om ze af te breken en profiteren van de energie en het chemische materiaal dat ze eruit halen.
Hoe chemische veranderingen te herkennen?
Voorbeeld van chemische verandering
Een van de belangrijkste kenmerken om ze in de natuur te herkennen, is om te observeren of er een kleurverandering optreedt of dat er een bepaalde geur wordt geproduceerd. Zo wordt het in de seizoenen van het jaar gewaardeerd hoe de bomen geleidelijk de kleur van hun bladeren beginnen te veranderen; daarin ondergaan chlorofyl en zijn natuurlijke pigmenten chemische reacties.
Het rood worden van de bladeren in de herfst is een heel duidelijk voorbeeld van een chemische verandering. Door dit met het leven te verbinden, camoufleren octopussen en kameleons zichzelf dankzij een reeks chemische reacties waarbij de cellen van hun huid betrokken zijn; maar in tegenstelling tot bladeren kunnen ze kleurveranderingen omkeren door andere reacties die de camouflage "deactiveren".
De verschillende kleuren van de lucht en de wolken zijn echter niet het product van chemische maar fysische veranderingen: de Raleigh-verstrooiing. Ondertussen zijn het bleken van kleding en het verwijderen van hun vlekken, evenals het kleuren van kleding met kleurstoffen, chemische veranderingen.
kenmerken
Er werd vermeld dat de verandering in kleur en geur twee van de belangrijkste kenmerken zijn dat er een chemische verandering heeft plaatsgevonden en dat er daarom een fenomeen is opgetreden waarbij een of meerdere chemische reacties betrokken zijn.
Vervolgens komen andere belangrijke kenmerken aan de orde waarmee we het direct met onze zintuigen kunnen detecteren. Hoe meer kenmerken er kunnen worden waargenomen, hoe waarschijnlijker het is dat we te maken hebben met een chemische verandering en niet met een fysieke.
Verandering in temperatuur of het vrijkomen van licht
Een chemische verandering gaat gepaard met een toename (exotherme reactie) of afname (endotherme reactie) in temperatuur; dat wil zeggen, als er warmte wordt geproduceerd, of daarentegen, het gevoel van koude wordt verkregen. Ook gebeurt het vrijkomen van warmte soms parallel aan het verschijnen van licht.
Gasvorming
De vorming van gassen houdt rechtstreeks verband met veranderingen in geuren. Als zich gas vormt in een vloeibaar medium, zal borrelen worden waargenomen, wat wijst op een chemische verandering.
Dit komt doordat er moleculen zijn met hoge dampdrukken die gemakkelijk door de lucht worden meegevoerd, of doordat er kleine moleculen vrijkomen, zoals CO 2 , H 2 S, CH 4 , O 2 , etc., die eindproducten zijn van bepaalde reacties.
Vorming van neerslag
Als de reacties plaatsvinden in een vloeibaar medium en de vorming van een neerslag begint te worden waargenomen, ongeacht de kleur of textuur, zou er een chemische verandering hebben plaatsgevonden. Evenzo kan het zijn dat twee gassen zich vermengen en as of zouten vormen.
Onomkeerbaarheid
Hoewel het waar is dat er omkeerbare reacties zijn die in staat zijn een evenwicht tot stand te brengen, zijn de veranderingen die worden gegenereerd met de tot dusver beschreven kenmerken op zichzelf onomkeerbaar; Ze hebben andere reacties of energie van welke aard dan ook nodig om in te grijpen om hun effecten ongedaan te maken. En toch is het in veel gevallen praktisch onmogelijk.
Deze onomkeerbaarheid wordt waargenomen bij een verandering van de samenstelling of bij de verslechtering van de materie. Een boom die bijvoorbeeld in vlammen brandt en in as eindigt en waarvan de uiteindelijke samenstelling verschilt van die van de boom, zal de opgetreden chemische verandering op geen enkele manier kunnen omkeren; Tenzij de tijd kon worden teruggedraaid
Soorten
Chemische veranderingen zelf zijn niet onderhevig aan enige classificatie: ze worden waargenomen met onze zintuigen en er kan worden afgeleid of onderzocht welke soorten chemische reacties plaatsvinden. Dergelijke veranderingen zijn dus het gevolg van een groep anorganische, organische of biochemische reacties.
Wanneer we het hebben over anorganische "veranderingen", wordt er gezegd dat er geen koolstofskeletverbinding bij betrokken is, maar alle overgangsmetaalcomplexen; oxiden, sulfiden, hydriden, nitriden, halogenen en andere verbindingen.
Ondertussen nemen koolstofverbindingen deel aan organische en biochemische veranderingen, met het verschil dat de eerste meestal buiten organismen voorkomen (behalve de reacties die worden uitgevoerd door geneesmiddelen), en de laatste binnen hen (met betrekking tot enzymen). , metabolisme, biomoleculen).
Voorbeelden
Vergeling van papier
Papiervouwen worden na verloop van tijd geel. Bron: makamuki0 via Pixabay.
De papiersoorten verliezen na verloop van tijd hun witheid en worden geelachtig of bruin. Dit proces is te wijten aan de oxidatie van zijn polymeren, vooral lignine, die samen met cellulose zuurstofatomen bevatten die uiteindelijk hun intermoleculaire interacties verzwakken.
Vuurwerk
Vuurwerk vertegenwoordigt een verbrandingsreactie, waarbij een mengsel van drijfgassen, kaliumnitraat, koolstof en zwavel verbrandt terwijl de metaalzouten die de resulterende explosies impregneren met kleuren elektronisch worden geprikkeld.
Holtes
Cariës veroorzaakt een kleurverandering in de tanden als gevolg van hun demineralisatie, veroorzaakt door de zuren die worden gegenereerd wanneer micro-organismen sucrose uit voedsel verteren. Tandglazuur, dat bestaat uit een mineralogische matrix van calciumfosfaten, verliest zijn ionen naarmate de zuurgraad toeneemt en de vorming van gaatjes vordert.
Algengroei
De laag algen en micro-organismen die in meren groeit, is soms zo dat deze plakkerig kan worden. Bron: Michael Meiters (https://www.flickr.com/photos/psychofreakx3/5963134909)
De eutrofiëring van meren bevordert de groei van algen, die hun oppervlak groen bedekken als gevolg van een verandering in de chemische eigenschappen van het water; verandering die uiteindelijk zichtbaar en negatief wordt voor de waterfauna.
Ontbinding van de Alka-Seltzer
Wanneer de Alka-Seltzer in water wordt opgelost, beginnen ze bellen af te geven die hun bruisen demonstreren. De gassen zijn het gevolg van de CO 2 die wordt gegenereerd door het oplossen van NaHCO 3 , samen met de citroenzuur en acetylsalicylzuur die in de samengeperste tablet voorkomen.
Lichamelijke pestilenties
Als we zweten, is het onvermijdelijk dat we vroeg of laat onaangename geuren onder de armen, op de huid of op de voeten waarnemen. Deze slechte geuren zijn te wijten aan vluchtige organische moleculen die door micro-organismen worden gesynthetiseerd en geven aan dat er een chemische verandering heeft plaatsgevonden.
Verrotting
De organische ontbinding van levende wezens of voedsel zijn chemische veranderingen die een reeks complexe reacties met zich meebrengen. Slechte geuren gaan gepaard met een verandering in samenstelling en kleur. Het rotten van fruit zoals bananen en avocado's vertoont bijvoorbeeld al deze kenmerken.
Cola en munt
Een mengsel van cola en munt barst uit als een sodavulkaan. Bron: Michael Murphy
Hoewel het formeel een fysieke reactie is, zonder chemische bindingen te verbreken, maar met de opeenvolgende deelname van een evenwicht tussen de soorten H 2 CO 3 en CO 2 , kan de uitbarsting van coca-cola-munt worden opgevat als een referentie om andere explosies te detecteren die dat wel doen. kan puur chemisch zijn.
Pepermunt biedt kiemplaatsen voor de vorming van minuscule CO 2 -belletjes , die een deel van de opgeloste CO 2 absorberen door de interactie met watermoleculen te verstoren. Het opgeloste CO 2 concentreert zich dus in meerdere kleine belletjes, die de toenemende oppervlaktespanning van water tegengaan die wordt veroorzaakt door suiker en andere verbindingen.
Het resultaat is dat de CO 2 -bellen ontsnappen en het water meesleept dat ze niet wil "vrijgeven". Dit zorgt ervoor dat het karakteristieke schuim van deze pepermuntuitslag verschijnt, zoals te zien is in de bovenstaande afbeelding.
Explosies
Explosies zijn meestal zeer heftige verbrandingsreacties, waaruit rook, licht en warmte vrijkomen. Overal waar een explosie plaatsvindt, staat u voor een chemische verandering.
Hout branden
Hout is in wezen gemaakt van cellulose en lignine, beide organische polymeren. Zijn koolstofatomen reageren heftig met de zuurstof in de lucht en veroorzaken CO en CO 2 , afhankelijk van hoe volledig de verbranding is en de mate van oxygenatie.
Dit is een chemische verandering omdat de polymeren in het hout niet kunnen terugkeren naar hun oorspronkelijke staat, naast het vrijkomen van warmte, licht en rook.
zon bruinen
Een chemische verandering wordt weerspiegeld in het bruin worden van degenen die genieten van een dag op het strand. Bron: Pxhere.
De roodheid of bruining van onze huid onder intense zon geeft aan dat er een verandering in de samenstelling was door de reactie van de melanine in de cellen, die oxideren en ontbinden.
Rode koolsap
Reageerbuisjes met indicator van paarse kool. Bron: Indikator-Blaukraut.JPG: Supermartlderivative werk: Haltopub
Uitgaande van het sap van paarse kool, kan een experiment worden opgezet om kleurveranderingen als functie van de pH te laten zien. Het is gemakkelijk te reproduceren in elk laboratorium of elke keuken.
Als dit sap aan verschillende reageerbuizen wordt toegevoegd, worden ze geëtiketteerd en worden er verschillende stoffen aan toegevoegd, van zuur (azijn) tot alkalisch (wasmiddel), er zal een reeks kleuren zijn (bovenste afbeelding).
Dit komt omdat paars koolsap natuurlijke zuur-base-indicatoren bevat, die reageren op veranderingen in de pH. Hoe zuurder de oplossing, hoe roder deze zal lijken; en als het daarentegen erg basisch is, wordt het gelig.
Kook een ei
Wanneer een ei wordt gebakken of gekookt, laten we de hitte zijn eiwitten denatureren, zijn bindingen verbreken en andere vormen terwijl we zijn oorspronkelijke structuur verliezen.
Leer vervagen
Lederkleuren kunnen vervagen door zuurstof in de lucht en UV-straling, die beide de chemische bindingen tussen de kleurstoffen en het organische materiaal doen afbreken.
Gebakken
De verandering in kleur die wordt waargenomen in brood en snoep, evenals hun duidelijke toename in volume in vergelijking met rauw deeg, is indicatief voor verschillende chemische veranderingen.
Ten eerste vanwege het rijzen veroorzaakt door gist en bakpoeder; en ten tweede door de Maillard-reactie, waarbij eiwitten en suikers met elkaar reageren om het mengsel goudkleurig te maken.
Corrosie
Metalen roesten, waardoor ze hun glans verliezen, donkerder worden en beginnen te corroderen wanneer de gevormde oxidelagen niet langer kunnen hechten of hechten aan het metalen interieur. De meest representatieve corrosie is die van ijzer, vanwege de karakteristieke bruine kleur van het oxide.
Batterijen
Binnen batterijen of cellen vinden chemische reacties plaats die elektriciteit opwekken, elektrische stromen die door een extern circuit lopen en hun apparaten activeren. In wezen verliest de anode elektronen (oxidatie), deze elektronen activeren het apparaat (afstandsbediening, telefoon, horloge, wijzer, etc.) en komen dan bij de kathode terecht (reductie).
Mug bloed
Als een mug ons bijt en we ze onmiddellijk of binnen een paar minuten doden, zullen we merken dat het bloed lichtrood is. Ondertussen, als een periode van een paar uur verstrijkt en we dezelfde mug doden, zullen we zien dat het bloed donker is, het zal zelfs bruine tinten vertonen.
Deze kleurverandering is een aanwijzing dat het bloed chemische reacties heeft ondergaan in de mug.
Jodium klok
De jodiumklokreactie is een van de meest representatieve van een chemische verandering. Bron: Daniel J. Lulu
Een van de meest indrukwekkende chemische veranderingen is te zien in de beroemde jodiumklokreactie. Het wordt zo genoemd omdat de snelheid ervan kan worden gecontroleerd door de concentratie van de reactanten te wijzigen. De reactie eindigt wanneer een intense, zeer donkerblauwe kleur verschijnt, in groot contrast met de waargenomen aanvankelijke transparantie.
Deze kleur (bovenste afbeelding) is te wijten aan interacties tussen zetmeel en het anionische complex I 3 - . Een van de versies begint met jodaat, IO 3 - en bisulfiet, HSO 3 - :
IO 3 - + 3HSO 3 - → I - + 3HSO 4 -
De I - reageert met de IO 3 - uit het medium om jodium te genereren:
IO 3 - + 5I - + 6H + → 3I 2 + 3H 2 O
En dit reageert op zijn beurt met meer bisulfiet:
Ik 2 + HSO 3 - + H 2 O → 2I - + HSO 4 - + 2H +
Zodra de HSO 3 - klaar is , zal de tweede reactie overheersen totdat er een overmaat van I 2 is , die zal binden aan de I - om de I 3 - te vormen . En tot slot, de I 3 - zal een interactie aangaan met de zetmeelmoleculen die de oplossing donkerder maken.
Olifantenpasta
Experiment met olifantenpasta. Bron: Ferbr1 via Wikipedia.
Nogmaals, en tot slot wordt een specifieke chemische reactie genoemd, maar met veranderingen die te zichtbaar zijn om weg te laten: olifantentandpasta (bovenste afbeelding). In bepaalde video's is de hoeveelheid schuim zodanig dat je letterlijk de mond van een olifant kunt poetsen.
Deze reactie is gebaseerd op de katalytische ontleding van waterstofperoxide, H 2 O 2 (waterstofperoxide), met jodide-ionen, I - , uit oplosbare zouten zoals NaI of KI. De eerste reactie die optreedt, is volgens de volgende chemische vergelijking:
H 2 O 2 + I - → H 2 O + IO -
De IO - soort reageert vervolgens met H 2 O 2 in een tweede reactie:
IO - + H 2 O 2 → H 2 O + O 2 + I -
Waar katalysator I wordt geregenereerd - (niet verbruikt).
Merk op dat de eindproducten H 2 O en O 2 zijn . Als er wasmiddel en kleurstoffen aan het reactiemengsel worden toegevoegd, zal het water samen met de zuurstof krachtig schuimen, dat door de houder omhoog zal komen en tegen de zwaartekracht in omhoog schiet.
Verbrand papier
Wanneer papier wordt verbrand, worden kooldioxide, waterdamp en as geproduceerd. Deze drie stoffen zijn chemisch verschillend van de eerste stof, dus het is een chemische verandering.
Apple oxidatie
Wanneer een appel wordt gehakt en in de open lucht wordt gelaten, verandert hij van ivoorkleurig in bruin of oker. Dit heet oxidatie.
Voedsel rot
Wanneer voedsel bederft, treedt er een chemische verandering op. Rotte eieren ondergaan bijvoorbeeld een ontbindingsproces waardoor ze van kleur en geur veranderen.
Yoghurtproductie
Yoghurt is het resultaat van een chemische verandering waarbij melk en bepaalde bacteriën betrokken zijn, zoals Streptococcus thermophilus en Lactobacilli bulgaricus.
Open fles champagne
Als je een fles champagne of frisdrank openmaakt, merk je een borrel. Dit borrelen betekent dat het koolzuur in de drank is afgebroken, waardoor de kooldioxide vrijkomt.
Wijnproductie
Het maken van wijn uit druiven is een fermentatieproces. Dit is een voorbeeld van een anaërobe chemische reactie waarbij suiker wordt omgezet in ethylalcohol en kooldioxide.
Referenties
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie (8e ed.). CENGAGE Leren.
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (08 oktober 2019). Definitie van chemische verandering in de chemie. Hersteld van: thoughtco.com
- Wikipedia. (2019). Chemische verandering. Hersteld van: en.wikipedia.org
- Mandeep Sohal. (29 september 2019). Chemische verandering vs. Fysieke verandering. Chemie LibreTexts. Hersteld van: chem.libretexts.org
- Nathan Crawford. (2019). Wat is een chemische verandering? - Eigenschappen, typen en voorbeeldenvideo. Studie. Hersteld van: study.com
- Hoe dingen werken. (2019). Waarom worden kranten na verloop van tijd geel? Hersteld van: science.howstuffworks.com
- Science Buddies. (14 juni 2012). Spurting Science: Erupting Diet Coke with Mentos. Hersteld van: Scientificamerican.com
- Quimitube. (2014). Laboratoriumervaringen: de jodiumklok. Hersteld van: quimitube.com