Pentru chimiști, cel mai elementar element de construcție al materiei este atomul. Deși este cu siguranță adevărat că atomul poate fi împărțit în blocuri de construcție și mai elementare, la nivelul atomului încep să apară primele proprietăți „chimice” distinctive. Există mai multe tipuri diferite de atomi, după cum puteți vedea în tabelul periodic al elementelor, fiecare cu propriile proprietăți chimice distinctive. Din acești atomi se pot asambla molecule. Moleculele sunt grupuri de atomi ținuți împreună prin forțe numite legături chimice.
Statele materiei
Materia poate fi clasificată în trei stări diferite:
- SOLID – are un volum definit, o formă definită și este rigidă.
- LICHID – are un volum definit, dar nu are o formă definită.
- GAZ – nu are un volum distinct, nu are o formă distinctă și poate fi ușor comprimat pentru a ocupa un volum mai mic.
- Cl2(g), Br2(l), I2(s)
- Puneți Br2(l) în azot lichid și faceți Br2(s)
Mixturi
O substanță care conține doar un singur tip de atom sau un singur tip de moleculă este o substanță pură. Cu toate acestea, cea mai mare parte a materiei din jurul nostru este formată din amestecuri de substanțe pure. Aerul, lemnul, rocile și pământul sunt exemple de astfel de amestecuri. Amestecurile pot fi clasificate în continuare ca fiind Omogene și Heterogene.
Amestecuri omogene
Amestecurile omogene sunt amestecate uniform la nivel atomic sau molecular. Aceste tipuri de amestecuri se mai numesc și soluții. Mai jos sunt prezentate câteva exemple de amestecuri omogene.
Aerul este un amestec omogen (soluție gazoasă) de gaze N2, O2, H2O și CO2. În schimb, un recipient cu fiecare gaz în parte ar fi o substanță pură. Numai atunci când acestea sunt amestecate la nivel molecular sunt un amestec omogen (sau o soluție gazoasă).
Lama este un amestec omogen (soluție solidă) de cupru și zinc. Din nou, fiecare metal în parte este o substanță pură. Numai atunci când sunt amestecate la nivel atomic sunt un amestec omogen (sau o soluție solidă).
Berea este un amestec omogen (soluție lichidă) de H2O, C2H5OH și alte câteva substanțe. (Nu există o moleculă de bere. Molecula care conferă berii proprietatea sa îmbătătoare este etanolul.)
- Amestecați apă și etanol pentru a obține o soluție omogenă – arătați și conceptul de volum molar.
Mestecuri eterogene
Mestecurile eterogene nu sunt amestecate uniform la nivel atomic sau molecular. De exemplu,
Sarea și piperul, fursecurile cu fulgi de ciocolată sau un baton de ciocolată Twix™, …
sunt toate exemple de amestecuri eterogene, în care substanțele nu sunt amestecate la nivel molecular.
- Separați pilitura de fier și sulf cu ajutorul unui magnet.
- Separați sucul de struguri în soluții portocalii și albastre cu ajutorul cromatografiei.
Toate amestecurile, eterogene și omogene, pot fi separate în substanțe pure folosind metode fizice, cum ar fi distilarea sau cromatografia.
Schimbare fizică
Care schimbare a materiei care nu schimbă tipul de atomi și molecule din materie se numește schimbare fizică. Fierberea apei este un exemplu de schimbare fizică. Atunci când apa fierbe, ea se schimbă din starea lichidă în cea gazoasă. Chimiștii ar reprezenta acest proces după cum urmează:
H2O(l) → H2O(g)
Aici (l) reprezintă lichid, iar (g) reprezintă gaz. Deoarece aceasta este o schimbare fizică, molecula H2O nu se schimbă.
- CO2(s) → CO2(g)
- H2O2(l) → H2O2(g)
Schimbări chimice
Moleculele, pe de altă parte, se pot scinda sau combina între ele pentru a face alte tipuri de molecule. Procesul prin care o moleculă se transformă într-o altă moleculă se numește schimbare chimică.
- C2H5OH + 2 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O2(g)
Pentru a ne ajuta să înțelegem conceptul de schimbare chimică, să examinăm de ce becurile sunt făcute așa cum sunt. Un bec funcționează prin trecerea curentului electric prin intermediul unui fir de tungsten din interiorul becului. Firul de tungsten este sigilat în interiorul unui bec de sticlă, deoarece dacă ați face acest lucru în aer, becul s-ar arde foarte repede. Acest lucru se datorează faptului că firul de tungsten suferă o reacție chimică cu gazul O2 din aer pentru a forma oxid de tungsten.
2W+3O2→ 2WO3
Pentru a preveni ca această reacție să aibă loc, tot oxigenul este eliminat din aerul sigilat în interiorul becului.
Dacă oxigenul se scurge în interiorul becului, atunci firul de tungsten reacționează pentru a deveni oxid de tungsten, iar firul oxidat nu va mai trece ușor curentul electric. Dacă încercați să treceți curent electric prin firul oxidat, acesta se va încălzi rapid și se va rupe. Adică, becul se arde.
- Bec cu gaură făcută în bec.
Tabloul din Chemisty, The Central Science, 10th Ed.
1.1, 1.2, 1.9, 1.19, 1.21
Lasă un răspuns