مواد در حال تغییر
مواد پیرامون ما پیوسته در حال تغییرند . انجماد آب ، زنگ زدن آهن شكستن شیشه، ذوب یخ ، تغییر رنگ پارچه ها ، ترش شدن شیر، هضم غذا و ... از جمله تغییرات مواد هستند.

برخی از این تغییرات سودمند و برخی زیان آورند و ما پیوسته در پی آن هستیم كه تغییرات مطلوب را پدید آوریم و از بروز تغییرات نامطلوب جلوگیری كنیم.

الف) تغییر فیزیكی: در این نوع تغییر شكل ، اندازه و حالت ماده تغییر می كند. اما خواص و ماهیت ماده تغییر نمی كند.
تبخیر، تصعید ، میعان و سایر تغییر حالت ها و نیز خرد شدن ، سائیدن و ... از جمله تغییرات فیزیكی هستند.
ب) تغییر شیمیایی: به تغییری گفته می شود كه در نتیجه آن خواص و ماهیت ماده تغییر می كند و ماده یا موادی با خواص جدید حاصل می شود.
هنگامی كه آب به كمك جریان الكتریسیته تجزیه می شود گازهای ئیدروژن و اكسیژن پدید می آیند این دو ماده هیچ شباهتی با آب ندارند.
سوختن چوب ، زنگ زدن آهن، تغییر رنگ پارچه ، زرد شدن برگ درختان ، هضم غذا، تبدیل شدن شیر به ماست و پنیر از جمله تغییرات شیمیایی هستند.

فعالیت: اگر چند قطره نیتریك اسید غلیظ بر روی فلز مس بریزیم گاز خرمایی رنگ نیتروژن دی اكسید كه بوی تند و آزار دهنده ای دارد تشكیل می شود.

اگر لوله محتوی گاز نیتروژن دی اكسید را در آب جوش قرار دهیم رنگ قهوه ای پر رنگ ظاهر می شود(شكل1)
اگر لوله را سرد كنیم مولكول های سه اتمی نیتروژن دی اكسید به مولكول های 6 اتمی دی نیتروژن تترااكسید كه بی رنگ است تبدیل می شود.(شكل 3)
اگر هر دو لوله را در آب ولرم قرار دهیم تعدادی از مولكول ها No2 و تعدادی N2o4 خواهند بود كه در این صورت رنگ خرمایی كم رنگ مشاهده خواهد شد.
این تغییرات از نوع شیمیایی و برگشت پذیر هستند.

خواص ماده:
هر ماده دارای خواصی است كه با آنها شناخته می شود مثلا بی رنگ بودن خاصه آب ، شور بودن خاصه نمك، اشتعال پذیر بودن خاصه كاغذ و تمایل به زنگ زدن خاصه آهن است.

الف) خواص فیزیكی:

 به آن دسته از خواص گفته می شود كه مشاهده و اندازه گیری آنها به تولید ماده جدید منجر نمی شود.

ب) خواص شیمیایی :

 به مجموعه خواصی گفته می شود كه تمایل یا عدم تمایل یك ماده به شركت در واكنش های شیمیایی را بیان می كند. مثلا اشتعال پذیری خاصه بنزین و عدم اشتعال پذیری خاصه آب است.

نشانه تغییر شیمیایی
هر تغییر شیمیایی با نشانه ای همراه است است. این نشانه حاكی از تشكیل یك ماده جدید می باشد البته باید توجه داشت كه برخی از این نشانه ها در تغییر فیزیكی هم دیده می شوند.

برخی از نشانه های تغییر شیمیایی عبارتند از :

الف) ظهور یك رنگ جدید مانند:
رنگ قهوه ای ‹------------- قرار گرفتن میخ آهنی در محلول مس سولفات

رنگ آبی مایل به سیاه ‹------------- افزودن محلول ید به سیب زمینی

شیری رنگ ‹--------------- دمیدن در آب آهك

ب) تشكیل یك ماده جامد مانند:
ماده جامد پنیر مانند ‹------------- افزودن سركه به شیر

ج) تشكیل حبابهایی از گاز
حباب های گاز كربن دی اكسید ‹------------ ریختن جوهر نمك بر روی پوسته تخم مرغ
حباب های گاز كربن دی اكسید ‹------------ افزودن سركه به جوش شیرین

د: تولید گرما :

 مانند حل شدن كلسیم كلرید در آب
همانطور كه گفته شد برخی نشانه ها در هر دو نوع تغییر مشاهده می شوند.
مثلا هنگامی كه در نوشابه گاز دار را باز می كنید و یا هنگامی كه آب را حرارت می دهید هم حباب های گاز ظاهر می شوند اما در اینجا تغییر شیمیایی روی نداده است.

اجزاء یك تغییر شیمیایی

هنگامی كه آهن در هوای مرطوب قرار می گیرد آهن با اكسیژن هوا تركیب می شود و لایه قهوه ای یا نارنجی رنگ بر روی آن تشكیل می شود كه زنگ آهن یا اكسید آهن نام دارد.

اگر فراورده واكنش فوق یعنی آهن اكسید با گاز ئیدروژن تركیب شود دو ماده جدید یعنی آهن و آب پدید می آیند.

توجه: همیشه واكنش دهنده در سمت چپ واكنش و فراورده در طرف راست واكنش قرار دارد.

سوختن: نوعی تغییر شیمیایی است كه طی آن یك ماده اشتعال پذیر كه ممكن است یك ماده آلی مانند گاز شهری (متان) و یا یك نافلز مانند گوگرد و یا یك فلز مانند منیزیم باشد به سرعت با اكسیژن تركیب می شود كه نتیجه آن تولید انرژی (گرما و نور) همراه با تركیبات اكسیژن دار است.

انرژی + بخار آب + كربن دی اكسید ‹----------------------- اكسیژن + گاز متان
انرژی + گوگرد دی اكسید ‹----------------------- اكسیژن + گوگرد
انرژی + منیزیم اكسید ‹----------------------- اكسیژن + منیزیم

سوختن:
تند(احتراق):

 با نور و گرمای شدید همراه است مانند سوختن منیزیم و یا احتراق مواد منفجره

كند(اكسایش):

 نور و گرمای محسوس ندارد. مانند اكسید شدن غذا در سلول های بدن- زنگ زدن آهن

بد نیست بدانید كه گاهی بر اثر كمبود اكسیژن سوختن بصورت ناقص انجام می شود در این صورت علاوه بر كربن دی اكسید و بخار آب مقداری گاز سمی كربن مونوكسید (Co) هم تشكیل می شود.
اگر مقدار اكسیژن باز هم كمتر شود مقداری دوده هم تشكیل می شود . دوده شكلی از كربن است كه بصورت گرد نرمی از سوختن ناقص مواد سوختنی حاصل می شود. از این فراورده فرعی سوختن، جهت تولید رنگ ، جوهر خودكار ، بارور كردن ابرها و نیز در صنعت لاستیك سازی استفاده می شود.

الاكلنگ آتشین بسازید.
دو سر یك شمع استوانه ای را صاف كرده، سوزن خیاطی بلندی را كاملا از وسط شمع عبور دهید .
اكنون دو سر سوزن را روی دو پایه مثلا دو لیوان وارونه قرار دهید بطوری كه شمع بین دو لیوان قرار گیرد حالا دو طرف شمع را روشن كرده به حركت شمع توجه كنید . علت حركت شمع را تفسیر كنید.

توجه داشته باشید كه برای وقوع تغییر شیمیایی احتراق همواره سه شرط لازم است این سه شرط را در نمودار مقابل كه به مثلث آتش معروف است می بینید.

بدیهی است فقدان هر یك از شرایط از وقوع این تغییر شیمیایی جلوگیری می كند بنابراین هنگام ایجاد حریق به روش های مختلف:

یكی از این شرایط را حذف می كنند این روشها عبارتنداز :

الف) دور كردن مواد سوختنی از اطراف آتش (حذف سوخت) مثل بستن شیر گاز

ب) دور كردن (حذف اكسیژن) مثل ریختن ماسه و یا انداختن پتو بر روی آتش

ج) سرد كردن (حذف گرما) مثل پاشیدن آب بر روی آتش

انرژی و تغییرات

تغییرات گرماده : تغییراتی هستند كه با از دست دادن انرژی بصورت گرما همراهند در این گونه تغییرات انرژی واكنش دهنده ها بیشتر از انرژی فراورده هاست.

تغییرات گرماگیر: تغییراتی هستند كه با گرفتن انرژی (گرما) همراهند در این تغییرات انرژی واكنش دهنده ها كمتر از فراورده هاست.

سرعت واكنش های شیمیایی : واكنش های شیمیایی با سرعت های متفاوتی انجام می شوند.
سرعت واكنش شیمیایی یعنی سرعت تولید فراورده ها و یا سرعت مصرف واكنش دهنده ها به بیان دیگر سرعت واكنش شیمیایی یعنی «تولید فراورده یا مصرف واكنش دهنده در واحد زمان»

توجه داشته باشید كه هر چه انرژی فعال سازی (حداقل انرژی لازم برای شروع واكنش) كمتر باشد سرعت واكنش بیشتر است.

الف) دما :

 آب از هیدروژن و اكسیژن تشكیل شده است . این دو گاز در دمای معمولی هرگز با هم تركیب نمی شوند اما اگر مخلوط این دو گاز را تا حدود 700 درجه سانتیگراد حرارت دهیم بسرعت با هم تركیب می شوند و آب پدید می آید.

ب) غلظت :

 با افزایش غلظت برخورد مؤثر بین مولكول های واكنش دهنده بیشتر و واكنش سریعتر می شود نمودار مقابل رابطه غلظت با سرعت را نشان می دهد.

ج) كاتالیزگر:

 موادی هستند كه سرعت واكنش های شیمیایی را افزایش می دهند اما خود دچار تغییر شیمیایی نمی شوند و در پایان واكنش دست نخورده باقی می مانند مثلا هیدروژن پراكسید (آب اكسیژنه) در گرما و نور به آب و گاز اكسیژن تجزیه می شود افزودن زنگ آهن سرعت تجزیه شدن را افزایش می دهد. اگر مقداری گرد دی اكسید منگنز به آب اكسیژنه اضافه كنیم سرعت واكنش بحدی افزایش می یابد كه شروع به جوشیدن می كند و گرمای قابل ملاحظه ای ازاد می شود.(واكنش گرماده)
نمودار الف تجزیه این ماده بدون حضور كاتالیزگر و نمودار ب تجزیه این ماده با حضور كاتالیزگر را نشان می دهد.

د) سطح تماس:

 با افزایش سطح تماس سرعت واكنش زیاد تر می شود به همین علت است كه خاك اره سریعتر از تنه درخت می سوزد و یا خوب جویدن غذا هضم آن را آسانتر می كند.

فعالیت:
مقداری پر منگنات پتاسیم را روی تكه ای كاشی یا سنگ بریزید . چند قطره گلیسرین روی آن بچكانید و چند لحظه صبر كنید.
بار دیگر همین آزمایش را انجام دهید اما این بار قبل از چكاندن گلیسرین ، پرمنگنات را در هاون كاملا نرم كنید.

تفاوت نتیجه این مرحله با مرحله قبل را تفسیر كنید.

تذكر: این آزمایش را با احتیاط و زیر نظر بزرگتر ها انجام دهید.

قانون پایستگی جرم:
لاوازیه در سال 1782 به این نتیجه رسید كه وقتی ماده ای به ماده دیگر تبدیل می شود وزن كلی آن تغییر نمی كند . به عبارت دیگر در یك تغییر شیمیایی همواره مجموع جرم واكنش دهنده ها برابر مجموع جرم فراورده هاست یعنی جرم ثابت باقی می ماند.

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: