что относится к физическим и химическим явлениям
Физические и химические явления
Различные изменения, происходящие с веществами, называются явлениями.
Пример. Испарение воды, плавление стекла, ржавление металлов — явления.
Явления делятся на физические и химические.
Физические явления — это явления, при которых не происходит превращения одних веществ в другие.
Пример. Изменение формы тела или агрегатного состояния вещества — физические явления.
Химические явления — это явления, в результате которых из одних веществ образуются другие, новые вещества с новыми химическими и физическими свойствами. Химические явления иначе ещё называются химическими реакциями или химическими превращениями.
Пример. Ржавление железа, горение веществ, разложение воды при высокой температуре на водород и кислород — химические явления.
О веществах, вступающих в химическую реакцию, говорят, что они реагируют, взаимодействуют между собой или одни вещества превращаются в другие.
Вещества, которые вступают в химическую реакцию, называются исходными веществами или реагентами. Новые вещества, которые образуются в результате химической реакции, называются продуктами реакции.
Пример. При взаимодействии натрия и воды образуются гидроксид натрия и водород. Натрий и вода — реагенты, а гидроксид натрия и водород — продукты реакции.
Признаки химических реакций
О том, что происходит химическая реакция можно узнать по внешним признакам. Возможные признаки протекания химических реакций:
Пример. Горение веществ часто сопровождается излучением света, выделением запаха и теплоты.
Вещества и их свойства. Физические и химические явления.
Разнообразие веществ
За последние 200 лет человечество изучило свойства веществ лучше, чем за всю историю развития химии. Естественно, количество веществ так же стремительно растет, это связано, прежде всего, с освоением различных методов получения веществ.
В повседневной жизни мы сталкиваемся с множеством веществ. Среди них – вода, железо, алюминий, пластмасса, сода, соль и множество других. Вещества, существующие в природе, например, кислород и азот, содержащиеся в воздухе, вещества, растворенные в воде, и имеющие природное происхождение, называются природными веществами. Алюминия, цинка, ацетона, извести, мыла, аспирина, полиэтилена и многих других веществ в природе не существует.
Их получают в лаборатории, и производит промышленность. Искусственные вещества не встречаются в природе, их создают из природных веществ. Некоторые вещества, существующие в природе, можно получить и в химической лаборатории.
Так, при нагревании марганцовки выделяется кислород, а при нагревании мела – углекислый газ. Ученые научились превращать графит в алмаз, выращивают кристаллы рубина, сапфира и малахита. Итак, наряду с веществами природного происхождения существует огромное множество и искусственно созданных веществ, не встречающихся в природе.
Вещества, не встречающиеся в природе, производятся на различных предприятиях: фабриках, заводах, комбинатах и т.п.
В условиях исчерпания природных ресурсов нашей планеты, сейчас перед химиками стоит важная задача: разработать и внедрить методы, при помощи которых можно искусственно, в условиях лаборатории, или промышленного производства, получать вещества, являющиеся аналогами природных веществ. Например, запасы топливных ископаемых в природе на исходе.
Может настать тот момент, когда нефть и природный газ закончатся. Уже сейчас ведутся разработки новых видов топлива, которые были бы такими же эффективными, но не загрязняли окружающую среду. На сегодняшний день человечество научилось искусственно получать различные драгоценные камни, например, алмазы, изумруды, бериллы.
Агрегатное состояние вещества
Вещества могут существовать в нескольких агрегатных состояниях, три из которых вам известны: твердое, жидкое, газообразное. Например, вода в природе существует во всех трех агрегатных состояниях: твердом (в виде льда и снега), жидком (жидкая вода) и газообразном (водяной пар). Известны вещества, которые не могут существовать в обычных условиях во всех трех агрегатных состояниях. Например, таким веществом является углекислый газ. При комнатной температуре это газ без запаха и цвета. При температуре –79°С данное вещество «замерзает» и переходит в твердое агрегатное состояние. Бытовое (тривиальное) название такого вещества «сухой лед». Такое название дано этому веществу из-за того, что «сухой лед» превращается в углекислый газ без плавления, то есть, без перехода в жидкое агрегатное состояние, которое присутствует, например, у воды.
Таким образом, можно сделать важный вывод. Вещество при переходе из одного агрегатного состояния в другое не превращается в другие вещества. Сам процесс некоего изменения, превращения, называется явлением.
Физические явления. Физические свойства веществ.
Явления, при которых вещества изменяют агрегатное состояние, но при этом не превращаются в другие вещества, называют физическими. Каждое индивидуальное вещество обладает определенными свойствами. Свойства веществ могут быть различными или сходными друг с другом. Каждое вещество описывают при помощи набора физических и химических свойств. Рассмотрим в качестве примера воду. Вода замерзает и превращается в лед при температуре 0°С, а закипает и превращается в пар при температуре +100°С. Данные явления относятся к физическим, так как вода не превратилась в другие вещества, происходит только изменение агрегатного состояния. Данные температуры замерзания и кипения – это физические свойства, характерные именно для воды.
Свойства веществ, которые определяют измерениями или визуально при отсутствии превращения одних веществ в другие, называют физическими
Испарение спирта, как и испарение воды – физические явления, вещества при этом изменяют агрегатное состояние. После проведения опыта можно убедиться, что спирт испаряется быстрее, чем вода – это физические свойства этих веществ.
К основным физическим свойствам веществ можно отнести следующие: агрегатное состояние, цвет, запах, растворимость в воде, плотность, температура кипения, температура плавления, теплопроводность, электропроводность. Такие физические свойства как цвет, запах, вкус, форма кристаллов, можно определить визуально, с помощью органов чувств, а плотность, электропроводность, температуру плавления и кипения определяют измерением. Сведения о физических свойствах многих веществ собраны в специальной литературе, например, в справочниках. Физические свойства вещества зависят от его агрегатного состояния. Например, плотность льда, воды и водяного пара различна.
Газообразный кислород бесцветный, а жидкий – голубой Знание физических свойств помогает «узнавать» немало веществ. Например, медь – единственный металл красного цвета. Соленый вкус имеет только поваренная соль. Иод – почти черное твердое вещество, которое при нагревании превращается в фиолетовый пар. В большинстве случаев для определения вещества нужно рассматривать несколько его свойств. В качестве примера охарактеризуем физические свойства воды:
Кристаллические и аморфные вещества
При описании физических свойств твердых веществ принято описывать структуру вещества. Если рассмотреть образец поваренной соли под увеличительным стеклом, можно заметить, что соль состоит из множества мельчайших кристаллов. В соляных месторождениях можно встретить и весьма крупные кристаллы. Кристаллы – твердые тела, имеющие форму правильных многогранников Кристаллы могут иметь различную форму и размер. Кристаллы некоторых веществ, таких как поваренная соль – хрупкие, их легко разрушить. Существуют кристаллы довольно твердые. Например, одним из самых твердых минералов считается алмаз. Если рассматривать кристаллы поваренной соли под микроскопом, можно заметить, что все они имеют похожее строение. Если же рассмотреть, например, частицы стекла, то все они будут иметь различное строение – такие вещества называют аморфными. К аморфным веществам относят стекло, крахмал, янтарь, пчелиный воск. Аморфные вещества – вещества, не имеющие кристаллического строения
Химические явления. Химическая реакция.
Если при физических явлениях вещества, как правило, лишь изменяют агрегатное состояние, то при химических явлениях происходит превращение одних веществ в другие вещества. Приведем несколько простых примеров: горение спички сопровождается обугливанием древесины и выделением газообразных веществ, то есть, происходит необратимое превращение древесины в другие вещества. Другой пример: со временем бронзовые скульптуры покрываются налетом зеленого цвета. Дело в том, что в состав бронзы входит медь. Этот металл медленно взаимодействует с кислородом, углекислым газом и влагой воздуха, в результате на поверхности скульптуры образуются новые вещества зеленого цвета Химические явления – явления превращений одних веществ в другие Процесс взаимодействия веществ с образованием новых веществ называют химической реакцией. Химические реакции происходят повсеместно вокруг нас. Химические реакции происходят и в нас самих. В нашем организме непрерывно происходят превращения множества веществ, вещества реагируют друг с другом, образуя продукты реакции. Таким образом, в химической реакции всегда есть реагирующие вещества, и вещества, образовавшиеся в результате реакции.
Любые химические явления (реакции) сопровождаются определенными признаками, при помощи которых химические явления можно отличить от физических. К таким признакам можно отнести изменение окраски веществ, выделение газа, образование осадка, выделение тепла, излучение света.
Многие химические реакции сопровождаются выделением энергии в виде тепла и света. Как правило, такими явлениями сопровождаются реакции горения. В реакциях горения на воздухе вещества реагируют с кислородом, содержащимся в воздухе. Так, например, металл магний вспыхивает и горит на воздухе ярким слепящим пламенем. Именно поэтому вспышку магния использовали при создании фотографий в первой половине ХХ века. В некоторых случаях возможно выделение энергии в виде света, но без выделения тепла. Один из видов тихоокеанского планктона способен испускать ярко-голубой свет, хорошо заметный в темноте. Выделение энергии в виде света – результат химической реакции, которая протекает в организмах данного вида планктона.
Итог статьи:
Чем физические явления отличаются от химических? Физические и химические явления: примеры
Часто от многих людей, которые обсуждают тот или иной процесс, можно услышать слова: «Это физика!» или «Это химия!» Действительно, практически все явления в природе, в быту и в космосе, с которыми встречается человек в течение своей жизни, можно отнести к одной из этих наук. Интересно разобраться, чем физические явления отличаются от химических.
Наука физика
Прежде чем отвечать на вопрос, чем физические явления отличаются от химических, необходимо разобраться, какие объекты и процессы исследует каждая из этих наук. Начнем с физики.
Вам будет интересно: Ангажировать – что это: значение слова, его происхождение и синонимы
Физика делится на ряд разделов, которые изучают определенный более узкий круг явлений, например, оптика, механика, термодинамика, атомная физика и так далее. Кроме того, многие самостоятельные науки зависят полностью от физики, например, астрономия или геология.
Наука химия
Вам будет интересно: Интернированный – это что такое? Значение слова и его происхождение
В отличие от физики, химия является наукой, изучающей структуру, состав и свойства материи, а также ее изменение в результате химических реакций. То есть, объектом изучения химии является химический состав и его изменение в ходе определенного процесса.
Химия, как и физика, имеет множество разделов, каждый из которых изучает определенный класс химических веществ, например, органическая и неорганическая, био- и электрохимия. На достижения этой науки опираются исследования в медицине, биологии, геологии и даже астрономии.
Интересно отметить, что химия, как наука, не признавалась древнегреческими философами из-за ее ориентированности на эксперимент, а также из-за псевдонаучных знаний, которые ее окружали (напомним, что современная химия «родилась» из алхимии). Только с эпохи Возрождения и во многом благодаря работам английского химика, физика и философа Роберта Бойля химию стали воспринимать как полноценную науку.
Примеры физических явлений
Другими примерами физических явлений являются плавание тел в жидкостях, вращение планет по своим орбитам, электромагнитное излучение тел, преломление света при переходе через границу двух разных прозрачных сред, полет снаряда, растворение сахара в воде и другие.
Примеры химических явлений
Как было сказано выше, любые процессы, которые происходят с изменением химического состава тел, принимающих в них участие, изучаются химией. Если возвращаться к примеру с автомобилем, то можно сказать, что процесс сжигания топлива в его двигателе является ярким примером химического явления, поскольку в результате него углеводороды, взаимодействуя с кислородом, приводят к образованию совершенно других продуктов сгорания, основными из которых являются вода и углекислый газ.
К еще одному из ярких примеров рассматриваемого класса явлений относится процесс фотосинтеза в зеленых растениях. Изначально они располагают водой, углекислым газом и солнечным светом, после же завершения фотосинтеза исходных реагентов уже нет, а на их месте образуются глюкоза и кислород.
В общем случае можно говорить, что любой живой организм представляет собой настоящий химический реактор, поскольку в нем происходят огромное количество преобразовательных процессов, например, распад аминокислот и образование из них новых протеинов, перевод углеводородов в энергию для мышечных волокон, процесс дыхания человека, при котором гемоглобин связывает кислород, и многие другие.
В технической сфере примером химических процессов является изготовление красителей для одежды и продуктов питания.
Отличия
Чем физические явления отличаются от химических? Ответ на этот вопрос можно понять, если проанализировать приведенную выше информацию об объектах изучения физики и химии. Основным отличием между ними является изменение химического состава рассматриваемого объекта, наличие которого свидетельствует о преобразованиях в нем, в случае же неизменных химических свойствах тела говорят о физическом явлении. Важно не путать перемену в химическом составе и изменение структуры, под которой понимается пространственное расположение атомов и молекул, образующих тела.
Обратимость физических и необратимость химических явлений
Направление любого процесса можно определить, используя законы термодинамики. Эти законы говорят, что всякий процесс может идти самопроизвольно только в случае уменьшения его энергии Гиббса (уменьшении внутренней энергии и увеличении энтропии). Однако, этот процесс всегда можно обратить вспять, если использовать внешний источник энергии. Для примера скажем, что недавно ученые открыли обратный фотосинтезу процесс, который является химическим явлением.
Процесс горения
Этот вопрос был специально вынесен в отдельный пункт, поскольку многие люди считают горение химическим явлением, но это не верно. Однако, считать процесс горения физическим явлением, тоже будет неправильно.
Где находится граница между физикой и химией?
Как видно из списка, физика и химия тесно пересекаются, когда рассматриваемые явления имеют атомный масштаб. Такие процессы принято называть физико-химическими. Любопытно отметить, что единственным человеком, который получил Нобелевскую премию по химии и физике одновременно, является Мария Склодовская-Кюри.
§ 12. Явления физические и химические. Признаки химических реакций
1. Какие явления называются физическими? Приведите три примера физических явлений, которые вы можете наблюдать в повседневной жизни.
Физическими называются явления, при которых изменяется состояние вещества или внешняя форма физических тел.
Например, плавление металла, таяние льда, испарение воды.
2. Какие явления называются химическими? Как они называются иначе? Перечислите важнейшие признаки химических реакций.
Явления, при которых одни вещества превращаются в другие, называются химическим реакциями.
Признаки химических реакций: выделение газа, образование или исчезновение осадка, изменение цвета, появление запаха, излучение света, выделение или поглощение теплоты.
3. Приведите примеры химических реакций, протекающих в организме человека, в природе.
В природе: ржавление железа, образование озона, фотосинтез.
В теле человека: дыхание (человек потребляет кислород, выделяет углекислый газ), жир превращается в углекислый газ и воду.
4. К каким явлениям — физическим или химическим относятся: а) испарение спирта; б) горение бензина; в) плавление сахара при нагревании; г) потемнение медной пластинки в пламени спиртовки; д) прокисание молока; е) гниение мяса?
Физические явление: испарение спирта, плавление сахара при нагревании.
Химические явления: горение бензина, потемнение медной пластинки в пламени спиртовки, прокисание молока, гниение мяса.
5. Опишите химические реакции, протекающие при нагревании малахита, горении магния, смешивании растворов медного купороса и соды.
При нагревании малахита наблюдается изменение цвета, при горении магния – изменение цвета, выделение теплоты, появление запаха. При смешивании растворов медного купороса и соды, выпадает осадок голубого цвета.
6. Какие условия необходимы для начала и осуществления химических реакций? Зачем перед началом реакции твердые вещества измельчают?
Главное необходимое условие для протекания реакций– это соприкосновение веществ. Но, некоторым может потребоваться нагревание, другим – освещение. Перед началом твердые вещества измельчают, чтобы увеличить площадь соприкосновения.
7. В каких случаях нагревание требуется только для начала реакций?
Деревянная лучинка, смесь железа и серы могу долгое время сохраняться при комнатной температуре, реакции начинаются только при нагревании.
8. Для удаления ржавчины с железных изделий их опускают в горячий водный раствор лимонной кислоты. Через некоторое время ржавчина исчезает, а жидкость окрашивается в желтый цвет. К каким явлениям — физическим или химическим — относится описанный процесс?
Эти признаки (исчезновение ржавчины, окрашивание жидкости в желтый цвет) свидетельствует о протекание химической реакции.
9. Какие признаки химических реакций наблюдаются при «извержении химического вулкана» — разложении одного из соединений хрома при нагревании (рис. 47)? Видеозапись данного опыта можно увидеть в Интернете, набрав в поисковике «Химический вулкан».
При таком явление можно наблюдать выделение газа, излучение света, выделение теплоты, изменение цвета.
Урок №6. Физические и химические явления. Химические реакции
Из курса природоведения и физики вы знаете, что с телами и веществами происходят разнообразные изменения.
Прежде чем приступить к изучению темы урока, я предлагаю вам выполнить следующее задание, не торопитесь с ответами, выполните задание до конца.
Задание:
Рассмотрите внимательно картинки и попробуйте ответить на следующие вопросы:
1. Где можно наблюдать явления, представленные на рисунках и картинках?
2. Дайте название каждому явлению. Какие вещества участвуют в представленных явлениях? Что происходит с каждым веществом в происходящем явлении?
3. В каких явлениях образуются новые вещества?
4. Как и по каким признакам можно разделить представленные явления?
Физические и химические явления
Проводя опыты и наблюдения, мы убеждаемся, что вещества могут изменяться.
Изменения веществ, которые не ведут к образованию новых веществ (с иными свойствами), называют физическими явлениями.
2. Длина медных проводов изменяется летом и зимой: увеличивается при нагревании и уменьшается при охлаждении.
3. Объем воздуха в шаре увеличивается в теплом помещении.
Изменения с веществами произошли, но при этом вода осталась водой, медь – медью, воздух – воздухом.
Новых веществ, несмотря на их изменения, не образовалось.
Вывод. Изменения объема воздуха – физическое явление.
Химическое явление (реакция) – явление, при котором образуются новые вещества.
Признаки химических явлений: