Kategória: Kategória: Kémia Published: 2013. szeptember 24.
A kémiában nincs alapvető különbség egy kémiai és egy fizikai folyamat között. Egyes kémiatanárok szeretik a kémiai folyamatot minden olyan folyamatként definiálni, amely kémiai reakcióval jár, az összes többi folyamatot pedig fizikai folyamatként. Az ilyen tanárok szerint az olyan dolgok, mint a tüzelőanyagok elégetése kémiai folyamatok, és az olyan dolgok, mint a só vízben való feloldása vagy a víz jéggé fagyasztása fizikai folyamatok. Ez a megkülönböztetés azonban valójában önkényes és nem alapvető. Bár az ilyen tanárok talán azzal a jó szándékkal tesznek ilyen megkülönböztetést, hogy tanítsák a diákjaikat, valójában hosszú távon zavarba hozzák a diákokat.
Minden olyan folyamat, amelyben az atomok kölcsönhatása szerepet játszik, kémiai. A só vízben való feloldása kémiai reakció. Két különböző reaktánsból (só és víz) indulunk ki, rávesszük az atomokat, hogy új módon kapcsolódjanak egymáshoz (minden egyes sóion vízmolekulák tömegéhez kötődik), és egy új kémiai anyag keletkezik (sós víz). Minden kémiai reakcióra jellemző, hogy a folyamat részeként hő cserélődik a környezettel. A só vízben való feloldása talán nem olyan elbűvölő, mint egy hidrogénnel töltött léggömb felrobbantása, de attól még ez is kémiai reakció.
Az olyan egyszerű folyamatok is, mint a fázisváltás (szilárdból folyadék, folyadékból gáz stb.) valójában kémiai természetűek. A jéggé fagyás folyamatában a folyékony víz molekulái egy konfigurációban indulnak el, kötéseket képeznek, miközben felveszik az új konfigurációt, és közben energiát szabadítanak fel. Egyes tanárok nem szeretik a fázisváltozásokat kémiai reakcióként kezelni, mert az alapvető kémiai egyenletek nem túl hasznosak a diákok tanításában. Például a víz jéggé fagyásának alapvető kémiai egyenlete a következő: H20 → H20. Ez az egyenlet félrevezető. Úgy tűnik, mintha azt sugallná, hogy egyáltalán nem történik semmi. Emiatt egyesek azt gondolhatják, hogy a fázisváltozások nem igazán számítanak. Egy részletesebb kémiai egyenlet azonban sokkal megvilágítóbb: H20(folyadék) – hő → H20(szilárd) . Ebben a nyílban benne van a vízmolekulák közötti stabil hidrogénkötések kialakulása az energia elvonása után (kémiai kötések kialakulásakor mindig energia szabadul fel). A kötések kialakulása a kémiai reakciók legfontosabb jellemzője.
Valójában szinte minden általunk ismert mindennapi tapasztalat alapvetően kémiai jellegű. A labdarúgás, a kerékpár sebességváltása, az éneklés és a szavak papírra írása alapvető szinten mind az atomok kölcsönhatásaként írható le. Az alapvető szinten az egyetlen folyamat, amely nem kémiai természetű, a gravitációs folyamatok és a nukleáris/szubatomi részecskefolyamatok.
A “fizikai folyamat” kifejezés ráadásul annyira homályos, hogy használhatatlan. A világegyetemben minden megfigyelhető folyamat fizikai. Az egyetlen dolog a világegyetemben, ami nem fizikai, az olyan elvont fogalmak, mint a szeretet és a hit. Minden kémiai folyamat fizikai, ahogyan minden biológiai, geológiai, csillagászati, gravitációs, szubatomi és nukleáris folyamat is. Hans-Dieter Barke “Félreértések a kémiában” című könyve megállapítja:
A kémiaórákon hagyományosan elkülönítik a kémiai reakciókat a fizikai folyamatoktól. A fémszulfidoknak az elemeiből energia felszabadításával történő képződését minden esetben kémiai reakcióként írják le. Ezzel szemben az anyagok vízben való feloldódását gyakran “fizikai folyamatnak” tekintik, mert az anyag “valójában nem változik”, az oldott anyag “fizikai” elválasztási eljárásokkal visszanyerhető eredeti formájában. Ha veszünk nátrium-hidroxidot és feloldjuk egy kevés vízben, színtelen oldat keletkezik, amely hőt bocsát ki; az oldat vezeti az elektromosságot és magas pH-értéket eredményez. A kritikus tanulók ezt az oldatot új anyagnak tekintik, és a hőtermelés exoterm reakciót mutat. Ebből a példából látható, hogy nincs értelme az anyag átalakulását “kémiai” és “fizikai” folyamatokra szétválasztani . Ha ezt továbbra is rutinszerűen, a “mindig is így csináltuk” jegyében tennénk, akkor az iskolai tanítási hagyományok alapján automatikusan iskolai tévképzetek keletkeznének.
Témák: kémiai folyamat, kémiai reakció, fázis, fázisátalakulás, fázisátalakulás, fizikai folyamat
Vélemény, hozzászólás?