CHEMISCHE VERSCHIJNSELEN: KENMERKEN EN VOORBEELDEN - CHEMIE - 2025

De chemische verschijnselen zijn die welke een reeks chemische reacties omvatten die in het dagelijks leven plaatsvinden. Hoewel het waar is dat chemische reacties in een laboratorium kunnen worden bestudeerd of uitgevoerd, zijn chemische verschijnselen overal te zien; buitenshuis, in de wolken, in ons lichaam of in de keuken zelf.

Enkele voorbeelden van chemische veranderingen zijn het verbranden van hout, het verteren van voedsel, het koken van een ei, het roesten van ijzer, het bakken van een cake, rottend fruit, het braden van vlees, exploderend vuurwerk en meer.

Koekjes bakken is een van de talloze alledaagse chemische verschijnselen die iedereen kent. Bron: holmespj via Pixabay.

Het is gemakkelijk om chemische verschijnselen te herkennen, hoewel ze niet geïsoleerd zijn, maar samengaan met fysische (of biologische) veranderingen. Er wordt gezegd dat er een chemisch fenomeen is opgetreden wanneer een stijging van de temperatuur, het vrijkomen van gassen, plotselinge verlichting en de vorming van neerslag wordt waargenomen; of veranderingen in geur, kleur of textuur.

Alle chemische verschijnselen hebben echter de transformatie in de identiteit van materie gemeen; het verbreken van banden om nieuwe te vestigen, het verdwijnen van reactanten om producten te genereren.

Een "eenvoudig" chemisch fenomeen kan een groot aantal chemische reacties omvatten of in een hokje plaatsen die aan een of meer mechanismen voldoen. Dit komt vooral voor wanneer we koken, bakken (koekjes in de bovenste afbeelding) of eten, maar ook bij interessante biochemische processen zoals bioluminescentie.

kenmerken

Elke afzonderlijke chemische reactie heeft een reeks kenmerken waardoor ze kunnen worden herkend of geclassificeerd van de rest; of het nu gaat om dubbele verplaatsing (metathese), precipitatie, neutralisatie, toevoeging, isomerisatie, oxidatiereductie, hydrogenering, verbranding, pyrolyse, verzeping, polymerisatie en vele andere.

Sommige kunnen omkeerbaar zijn (de producten vormen opnieuw de reactanten) of onomkeerbaar (er is alleen productvorming). Sommige zijn ook exotherm, endotherm, langzaam of snel (met of zonder katalysator).

Allen zijn het echter eens over een verandering in de identiteit van materie (atoom, functionele groep, molecuul, enz.). Dit veroorzaakt een variatie in een van de eigenschappen van het systeem, te weten: kleur, geur, pH, temperatuur, druk, viscositeit, massa, volume, dichtheid, brekingsindex, onder anderen.

Het komt ook vaak voor om borrelen, het verschijnen van neerslag of dubbele fasen, flitsen of explosies waar te nemen. Een chemisch fenomeen wordt dan gekenmerkt door een combinatie van dergelijke veranderingen, en kan ook bestaan ​​uit een reeks reacties of transformaties die nauw met elkaar verbonden zijn.

Dat is de reden waarom, afhankelijk van het prisma waarmee het wordt bekeken, chemische verschijnselen voornamelijk verwijzen naar alle natuurlijke of alledaagse processen waarbij wordt waargenomen dat er een of meer gelijktijdige chemische reacties waren.

Voorbeelden

Minerale kristallisatie

Sommige mineralen kristalliseren door de verdamping van water. Bron: Pxhere.

Hoewel niet alle minerale kristallisatiemechanismen strikt chemische verschijnselen zijn, zijn ze dat wanneer ze voortkomen uit een waterige oplossing, die langzaam verdampt terwijl de ionen zich groeperen en zoutkristallen vormen.

Waterstromen kunnen ionen van rotsen naar andere gebieden vervoeren, waar ze uiteindelijk verdampen en een spoor van kristallen achterlaten; zoals bijvoorbeeld gebeurt in zoutmeren.

Verbranding

Waar brand is, is er een sterke en sterk exotherme oxidatie. Bij het aansteken van de kop van een lucifer, verbrandt deze met de zuurstof in de lucht om oxiden te produceren, wat niet alleen blijkt uit hitte, maar ook uit de kleurverandering van de lucifer van rood naar zwart.

Een brand is daarom een ​​chemisch fenomeen waarbij veel oxiden worden gevormd; maar als het voorkomt in een bos, jungle of berg, zullen deze bijna volledig bestaan ​​uit koolmonoxide, evenals stikstofoxiden en zwavel.

Zure regen

Zure regen is een chemisch fenomeen waarbij verschillende gasvormige zuuroxiden (NO _x , SO ₃ , ClO ₂ , CO ₂ ) gehydrateerd worden . Wanneer deze gasvormige oxiden een interactie aangaan met de waterdruppels in de wolken, veranderen ze in hun respectievelijke oxozuren (HNO ₃ , H ₂ SO ₄ , HClO ₃ , H ₂ CO ₃ ), die uiteindelijk in de regen worden geloosd.

Zure regens worden gekenmerkt door hun hoge gehalte aan HNO ₃ en H ₂ SO ₄ , die aquatische ecosystemen, gewassen aantasten, rivierwater verzuren en verslechterende marmeren beelden.

Ozonproductie en aantasting

Ozon in de stratosfeer wordt geproduceerd wanneer zuurstof reageert met ultraviolette straling van de zon; en de natuurlijke vernietiging ervan regenereert, hoewel door een ander mechanisme, weer zuurstof.

Er zijn echter chemische soorten die, als gevolg van ultraviolette straling, uiteenvallen in vrije radicalen die ozon vernietigen en de beschermende werking ervan remmen.

Fermentatie

Fermentatie is een voorbeeld van een chemisch fenomeen omdat micro-organismen reacties katalyseren op een organisch substraat, dat over het algemeen een voedingsmiddel, sap of drank is, om een ​​drastische verandering in de organoleptische eigenschappen teweeg te brengen; vooral als het om smaak gaat, zoals bij bier en wijn.

koken

Koken is het uitvoeren van een reeks chemische verschijnselen waardoor van de ingrediënten een ontbijt, lunch of diner gemaakt kan worden. Bron: Milly Eaton via Pexels.

Er zou een boek kunnen worden geschreven over alle chemische verschijnselen die plaatsvinden terwijl we koken. Om te beginnen impliceert het gebruik van vuur al de denaturatie van de eiwitten waaruit voedsel bestaat, hun uitdroging en het verbreken van bepaalde bindingen om producten te genereren die hun smaken en kleuren versterken.

Het koken van een ei, het bakken van brood of koekjes, het bakken van kip of steaks, het zetten van koffie, het verwarmen van pasta, het aankleden van een salade met azijn, het fermenteren van ananas, het toevoegen van citroen aan vis om hun vluchtige amines te neutraliseren, enz., Zijn in wezen voorbeelden van chemische verschijnselen.

Karamelisatie en Maillard-reactie

De karamelisatiereactie van de suiker wordt gebruikt bij de bereiding van de kaaskaramel. Bron: Guillermo Amador (flickr.com)

Een ander bijzonder chemisch fenomeen dat veel voorkomt in de keuken is karamelisatie. Dit bestaat uit het gedeeltelijk verbranden van een suikerachtige oplossing totdat deze goudbruin of bruin wordt; dat wil zeggen, het stopt net als de karamel klaar is.

Suikers beginnen uit te drogen door de werking van warmte om een ​​compendium van moleculen te creëren; enkele kleintjes (furanon en maltol), waardoor de karamel zijn karakteristieke geur heeft; ander polymeer (caramelina en caramelano), verantwoordelijk voor de karamelkleuren.

Wanneer naast eiwitten ook suikers worden vergezeld, treedt de Maillard-reactie op, waarbij nu de suikers reageren met hun aminogroepen.

Nogmaals, het is typerend om het chemische fenomeen dat betrokken is bij een dergelijke reactie waar te nemen bij het bakken van koekjes of cakes, bij de bereiding van bieren, bij het bakken van spek, bij het bruinen van vlees, bij het braden van kip, bij het roosteren van de granen, etc.

Bioluminescentie

De verlichte kustlijn van een strand 's nachts dankzij de bioluminescentie van dinoflagellaten. Bron: Jed uit San Diego, Republiek Californië

Ten slotte, en niet minder belangrijk of merkwaardig, hebben we bioluminescentie, waarbij organismen of wezens in staat zijn om, door de werking van het luciferase-enzym op het luciferine-eiwit, hun eigen licht te genereren. Een duidelijk voorbeeld is te zien in de vuurvliegjes en hun gele knipperingen gedurende de nacht.

Referenties

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie (8e ed.). CENGAGE Leren.
2. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde . (Vierde druk). Mc Graw Hill.
3. Elsevier. (2019). Chemische verschijnselen. Hersteld van: sciencedirect.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (16 oktober 2019). Voorbeelden van chemische reacties in het dagelijks leven. Hersteld van: thoughtco.com
5. Wikipedia. (2019). Chemische reactie. Hersteld van: en.wikipedia.org
6. Rice University. (2019). Chemische reacties classificeren. Hersteld van: openstax.org
7. Het Biomimicry Institute. (27 januari 2017). Chemistry of Nature. Hersteld van: asknature.org
8. Ashley Hamer. (14 mei 2018). 10 manieren om je kookkunsten te hacken met chemie. Hersteld van: curiosity.com
9. Samengestelde rente. (2018). Levensmiddelenchemie - De Maillard-reactie. Hersteld van: compoundchem.com
10. Ashish. (25 maart 2018). Waarom wordt suiker bruin als het wordt gesmolten? Hersteld van: scienceabc.com