Kategorie: Uveřejněno:
V chemii neexistuje žádný skutečný rozdíl mezi chemickým a fyzikálním procesem. Někteří učitelé chemie rádi definují chemický proces jako jakýkoli proces, který zahrnuje chemickou reakci, a všechny ostatní procesy jako fyzikální procesy. Podle takových učitelů jsou věci jako spalování paliv chemické procesy a věci jako rozpouštění soli ve vodě nebo mražení vody v led jsou fyzikální procesy. Toto rozlišení je však ve skutečnosti libovolné a nepodstatné. I když takoví učitelé mohou takové rozlišování provádět s dobrým úmyslem naučit své žáky, ve skutečnosti tím žáky dlouhodobě matou.
Všechny procesy, které zahrnují interakci atomů, jsou chemické. Rozpouštění soli ve vodě je chemická reakce. Začínáte se dvěma různými reaktanty (sůl a voda), přimějete atomy, aby se na sebe navázaly novým způsobem (každý ion soli se naváže na houf molekul vody), a vznikne nová chemická látka (slaná voda). Pro všechny chemické reakce je typické, že v rámci tohoto procesu dochází k výměně tepla s okolím. Rozpouštění soli ve vodě možná není tak okouzlující jako výbuch balónku naplněného vodíkem, ale stále se jedná o chemickou reakci.
I tak jednoduché procesy, jako jsou změny fáze (pevná látka na kapalinu, kapalina na plyn atd.), jsou ve skutečnosti chemické povahy. Při procesu mrznutí na led začínají molekuly v kapalné vodě v jedné konfiguraci, při nabývání nové konfigurace vytvářejí vazby a uvolňují při tom energii. Někteří učitelé neradi považují fázové změny za chemické reakce, protože základní chemické rovnice nejsou pro výuku žáků příliš užitečné. Například základní chemická rovnice pro mrznutí vody na led zní: H20 → H20. Tato rovnice je zavádějící. Zdá se, že naznačuje, že se vůbec nic neděje. Z tohoto důvodu si někteří mohou myslet, že s fázovými změnami se ve skutečnosti nepočítá. Podrobnější chemická rovnice je však poučnější: H20(kapalina) – teplo → H20(pevná látka) . V této šipce je obsažen vznik stabilních vodíkových vazeb mezi molekulami vody po odebrání energie (při vzniku chemických vazeb se energie vždy uvolňuje). Vznik vazeb je klíčovým rysem chemických reakcí.
V podstatě téměř každá každodenní zkušenost, kterou známe, má v podstatě chemickou povahu. Kopání do fotbalového míče, řazení na kole, zpěv a psaní slov na papír jsou na základní úrovni popsány jako interakce atomů. Jediné procesy, které na fundamentální úrovni nemají chemickou povahu, jsou gravitační procesy a jaderné/subatomárně-částicové procesy.
Termín „fyzikální proces“ je navíc tak vágní, že je zbytečný. Každý pozorovatelný proces ve vesmíru je fyzikální. Jediné věci ve vesmíru, které nejsou fyzikální, jsou abstraktní pojmy jako láska a víra. Všechny chemické procesy jsou fyzikální, stejně jako všechny biologické, geologické, astronomické, gravitační, subatomární a jaderné procesy. V knize Hanse-Dietera Barkeho „Misconceptions in Chemistry“ se uvádí:
V hodinách chemie se tradičně oddělují chemické reakce od fyzikálních procesů. Vznik sulfidů kovů z jejich prvků uvolněním energie je v každém případě popisován jako chemická reakce. Naproti tomu rozpouštění látek ve vodě se často považuje za „fyzikální proces“, protože hmota se „ve skutečnosti nemění“, rozpuštěnou látku lze „fyzikálními“ separačními postupy znovu získat v původní podobě. Pokud vezmeme hydroxid sodný a rozpustíme jej v malém množství vody, vznikne bezbarvý roztok, který uvolňuje teplo; roztok vede elektřinu a vytváří vysokou hodnotu pH. Kritičtí studenti považují tento roztok za nový materiál a produkce tepla ukazuje na exotermickou reakci. Z tohoto příkladu je vidět, že nemá smysl rozdělovat přeměnu hmoty na „chemické“ a „fyzikální“ procesy . Pokud bychom v tom rutinně pokračovali ve smyslu „vždycky jsme to tak dělali“, vznikaly by automatické školní miskoncepce založené na tradicích výuky ve škole.
Témata: chemický proces, chemická reakce, fáze, fázová změna, fázový přechod, fyzikální proces
.
Napsat komentář