Kategori: Kategori: Kemi Publicerad: Det finns ingen grundläggande skillnad mellan en kemisk process och en fysisk process. Denna vilseledande distinktion görs främst av lärare i skolan. Till exempel är smältningen av is till flytande vatten både en kemisk och en fysikalisk process. Public Domain Image, källa:

Det finns ingen egentlig skillnad mellan en kemisk process och en fysisk process inom kemin. Vissa kemilärare gillar att definiera en kemisk process som varje process som innefattar en kemisk reaktion och alla andra processer som fysiska processer. Enligt sådana lärare är saker som att bränna bränslen kemiska processer och saker som att lösa upp salt i vatten eller frysa vatten till is fysiska processer. Men denna distinktion är egentligen godtycklig och icke-fundamental. Även om sådana lärare kanske gör en sådan distinktion med den goda avsikten att lära sina elever, så ställer de i själva verket in eleverna på att bli förvirrade på lång sikt.

Alla processer som inbegriper interaktion mellan atomer är kemiska. Att lösa upp salt i vatten är en kemisk reaktion. Man börjar med två olika reaktanter (salt och vatten), får atomerna att binda till varandra på nya sätt (varje saltjon blir bunden till en mängd vattenmolekyler) och en ny kemikalie bildas (saltvatten). Typiskt för alla kemiska reaktioner är att värme utbyts med omgivningen som en del av processen. Att lösa salt i vatten är kanske inte lika glamoröst som att spränga en ballong fylld med väte, men det är ändå en kemisk reaktion.

Även processer som är så enkla som fasförändringar (från fast till flytande, från vätska till gas osv.) är egentligen kemiska till sin natur. I processen att frysa till is börjar molekylerna i flytande vatten i en konfiguration, bildar bindningar när de antar den nya konfigurationen och frigör energi i processen. Vissa lärare gillar inte att behandla fasförändringar som kemiska reaktioner eftersom de grundläggande kemiska ekvationerna inte är särskilt användbara i undervisningen av eleverna. Den grundläggande kemiska ekvationen för vatten som fryser till is är t.ex: H20 → H20. Denna ekvation är missvisande. Den verkar antyda att det inte händer någonting alls. Av denna anledning kan vissa tro att fasförändringar egentligen inte räknas. Men en mer detaljerad kemisk ekvation är mer belysande: H20(flytande) – värme → H20(fast) . Innehållet i den pilen är bildandet av stabila vätebindningar mellan vattenmolekylerna efter avlägsnande av energi (energi frigörs alltid när kemiska bindningar bildas). Bildandet av bindningar är det viktigaste kännetecknet för kemiska reaktioner.

I själva verket är så gott som alla vardagliga upplevelser som vi är bekanta med i grunden kemiska till sin natur. Att sparka en fotboll, byta växel på en cykel, sjunga och skriva ord på papper beskrivs alla på den grundläggande nivån som interaktion mellan atomer. På den grundläggande nivån är de enda processer som inte är kemiska till sin natur gravitationsprocesser och kärnprocesser/subatomära partikelprocesser.

För övrigt är begreppet ”fysikalisk process” så vagt att det är oanvändbart. Varje observerbar process i universum är fysisk. De enda saker i universum som inte är fysiska är abstrakta begrepp som kärlek och tro. Alla kemiska processer är fysiska, liksom alla biologiska, geologiska, astronomiska, gravitationella, subatomära och nukleära processer. I boken ”Misconceptions in Chemistry” av Hans-Dieter Barke står det:

Det är traditionellt i kemilektioner att skilja kemiska reaktioner från fysiska processer. Bildandet av metallsulfider från dess grundämnen genom att frigöra energi beskrivs i varje fall som en kemisk reaktion. Däremot betraktas ofta upplösningen av ämnen i vatten som en ”fysisk process” eftersom materien ”faktiskt inte förändras”, det upplösta ämnet kan återfås i sin ursprungliga form genom ”fysiska” separationsförfaranden. Om man tar natriumhydroxid och löser upp det i lite vatten uppstår en färglös lösning som avger värme; lösningen leder elektricitet och ger ett högt pH-värde. Kritiska elever anser att denna lösning är ett nytt material och att värmeutvecklingen visar på en exoterm reaktion. Av detta exempel kan man se att det inte är meningsfullt att dela upp omvandlingen av materia i ”kemiska” och ”fysikaliska” processer . Om vi rutinmässigt fortsätter att göra detta i betydelsen ”vi har alltid gjort så här” skulle det automatiskt uppstå skolmässiga missuppfattningar som bygger på undervisningstraditioner i skolan.

Teman: kemisk process, kemisk reaktion, fas, fasförändring, fasövergång, fysikalisk process