Хімія. Повторне видання. 7 клас. Попель

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

§ 19. Фізичні та хімічні явища (хімічні реакції). Хімічні властивості речовин

Матеріал параграфа допоможе вам:

з'ясувати відмінності між фізичними і хімічними явищами (хімічними реакціями);
вирізняти хімічні властивості речовин.

На уроках природознавства ви дізналися, що в природі відбуваються різні фізичні та хімічні явища.

Фізичні явища. Кожний із вас спостерігав за тим, як тане лід, кипить або замерзає вода. Лід, вода і водяна пара складаються з одних і тих самих молекул; вони є однією речовиною, що перебуває в різних агрегатних станах.

Явища, під час яких речовини не перетворюються на інші, називають фізичними.

До фізичних явищ належать не лише зміни агрегатного стану речовин, а й світіння сильно нагрітого металу або каменю, проходження електричного струму в металах, поширення запаху речовин у повітрі, розчинення жиру в бензині, притягання заліза до магніту тощо. Такі явища вивчає наука фізика.

Хімічні явища (хімічні реакції). Одним із хімічних явищ є горіння. Розглянемо, як горить спирт (мал. 52). Цей процес відбувається за участю кисню, який міститься в повітрі. Спирт згоряє, його кількість зменшується. Здається, що він переходить у газуватий стан подібно до того, як вода за нагрівання перетворюється на водяну пару. Проте це не так. Якщо газ, добутий у результаті згоряння спирту, охолодити, то частина його сконденсується в рідину, але не в спирт, а у воду. Решта газу залишиться. За допомогою спеціального досліду можна довести, що цим залишком є вуглекислий газ.

Мал. 52. Горіння етилового спирту

Явища, під час яких одні речовини перетворюються на інші, називають хімічними явищами, або хімічними реакціями.

Речовини, що вступають у хімічну реакцію, називають вихідними речовинами, або реагентами, а ті, що утворюються, — кінцевими речовинами, або продуктами реакції.

Суть розглянутої хімічної реакції передає такий запис:

Реагенти і продукти цієї реакції складаються з молекул. Під час горіння створюється висока температура. За цих умов молекули реагентів розпадаються на атоми, які, сполучаючись, утворюють молекули нових речовин — продуктів¹. Отже, всі атоми під час хімічної реакції зберігаються.

¹ Відомі й інші варіанти взаємодії найменших частинок реагентів.

Зроблений висновок підтвердимо на прикладі іншої реакції, використавши моделі молекул (мал. 53).

Мал. 53. Взаємодія молекул водню і кисню з утворенням молекул води

Зовнішні ефекти, що супроводжують хімічні реакції. Спостерігаючи за перебігом хімічних реакцій, можна зафіксувати:

появу, зникнення чи зміну забарвлення (мал. 54, а);
виділення газу (мал. 54, б);
утворення чи розчинення осаду (мал. 54, в);
появу, зникнення чи зміну запаху;
виділення чи поглинання теплоти;
появу полум'я (мал. 52), іноді — світіння.

Мал. 54. Зовнішні ефекти під час хімічних реакцій: а — поява забарвлення; б — виділення газу; в — утворення осаду

Указані зовнішні ефекти, крім появи полум'я, можна спостерігати й під час фізичних явищ.

Приклад 1. Порошок срібла, добутий у результаті хімічної реакції в розчині, має сірий колір (мал. 55, а). Якщо його розплавити, а потім охолодити, то отримаємо метал не сірого, а білого кольору, з характерним блиском (мал. 55, б).

Мал. 55. Срібло — продукт реакції в розчині (а) і після переплавлення (б)

Приклад 2. Під час нагрівання природної води з неї задовго до кипіння почнуть виділятися маленькі пухирці газу. Це — повітря, яке містилось у воді. Його розчинність у воді, як і будь-якого газу, зі збільшенням температури зменшується.

Приклад 3. Неприємний запах у холодильнику з часом зникає, якщо в нього помістити гранули силікагелю — однієї зі сполук Силіцію. Силікагель вбирає молекули різних речовин без їх руйнування. Аналогічно діє активоване вугілля у протигазі.

Приклад 4. Під час перетворення води на водяну пару теплота поглинається, а при замерзанні води — виділяється.

Щоб визначити, яке явище відбувається — фізичне чи хімічне, потрібно уважно спостерігати за ним, а також ретельно дослідити речовини до і після проведеного експерименту.

Хімічні реакції в природі, побуті, на виробництві. У довкіллі постійно відбувається безліч хімічних реакцій. Багато речовин, розчинених у річках, морях і океанах, взаємодіє між собою, деякі реагують із киснем. Рослини вбирають з атмосфери вуглекислий газ, із ґрунту — воду, розчинені в ній речовини і переробляють їх на білки, жири, глюкозу, крохмаль, вітаміни, інші сполуки, а також кисень. Надзвичайно важливими є реакції за участю кисню, який потрапляє в живі організми під час дихання.

Цікаво знати

Щороку в рослинах утворюється 150 млрд т органічних речовин.

Із багатьма хімічними реакціями ми стикаємося в повсякденному житті. Вони відбуваються під час смаження м'яса, овочів, випікання хліба, скисання молока, бродіння плодових і ягідних соків, вибілювання тканин, горіння палива, тверднення цементу й алебастру, почорніння срібних прикрас тощо.

Хімічні реакції становлять основу багатьох технологічних процесів — добування металів, виробництва синтетичних волокон, медичних препаратів, добрив, інших важливих речовин (мал. 56). Теплову та електричну енергію виробляють, спалюючи вугілля, газ, мазут. За допомогою хімічних реакцій знешкоджують токсичні речовини, переробляють промислові та побутові відходи.

Мал. 56. Хімічні реактори в заводському цеху

Водночас перебіг деяких реакцій призводить до негативних наслідків. Іржавіння заліза скорочує термін роботи різних механізмів, обладнання, транспортних засобів, зумовлює великі втрати цього металу. Пожежі знищують житло, промислові та культурні об'єкти, історичні пам'ятки, лісові масиви. Більшість харчових продуктів псується внаслідок взаємодії з киснем повітря. При цьому утворюються речовини, що мають неприємні запах і смак, є шкідливими для людини.

Хімічні властивості речовини. Кожній речовині притаманна сукупність різних властивостей.

• Пригадайте, які властивості називають фізичними. Наведіть відповідні приклади.

Крім фізичних властивостей, речовини мають і хімічні властивості. Серед них — здатність вступати в хімічні реакції з певними речовинами, інертність щодо інших речовин, термічна стійкість або здатність до хімічного перетворення під час нагрівання (мал. 57).

Мал. 57. Перетворення сполуки Cu(OH)₂при нагріванні

Розглянемо деякі хімічні властивості води. За звичайних умов і наявності повітря (кисню) вона повільно взаємодіє із залізом (цей процес називають іржавінням). Але вода не реагує з крейдою, піском. Її молекули починають руйнуватися лише за дуже сильного нагрівання (значно вище за 1000 °С). Унаслідок цієї хімічної реакції водяна пара перетворюється на два гази — водень і кисень.

Деякі речовини (наприклад, метали натрій, калій, неметали фтор, хлор) називають хімічно активними. Вони взаємодіють із багатьма речовинами. Такі реакції нерідко супроводжуються займанням або вибухом. Існують і хімічно пасивні речовини. Золото за жодних умов не взаємодіє з водою, киснем, оцтом, розчинами харчової та кальцинованої соди, а газ гелій взагалі не вступає в хімічні реакції.

Хімічні властивості речовини залежать від її складу і внутрішньої будови.

ВИСНОВКИ

Фізичними називають явища, під час яких кожна речовина зберігається.

Хімічні явища, або хімічні реакції, — це перетворення одних речовин на інші. Вони можуть супроводжуватися різними зовнішніми ефектами.

Безліч хімічних реакцій відбувається в навколишній природі, живих організмах. На перетвореннях речовин ґрунтуються різні технологічні процеси.

Кожна речовина має хімічні властивості, які полягають у її здатності вступати в певні хімічні реакції.

135. Знайдіть відповідність:

Явище

1) вибух динаміту;
2) тверднення розплавленого парафіну;
3) підгоряння їжі на сковороді;
4) утворення солі під час випаровування морської води;
5) розшарування струшеної суміші води та олії;
6) вицвітання забарвленої тканини на сонці;

Тип явища

а) фізичне явище;
б) хімічне явище.

136. Якими зовнішніми ефектами супроводжуються такі хімічні перетворення:

а) горіння сірника;
б) іржавіння заліза;
в) бродіння виноградного соку?

137. Як ви думаєте, чому одні харчові продукти (цукор, оцет, сіль) можуть зберігатися протягом необмеженого часу, а інші (сир, вершкове масло, молоко) швидко псуються?

138. Мінерал малахіт має синьо-зелений колір, не розчиняється у воді, під час нагрівання не плавиться, а перетворюється на чорну тверду речовину, виділяючи вуглекислий газ і водяну пару. Які властивості мінералу є фізичними, а яка — хімічною?

139. Укажіть слово або словосполучення для заповнення пропуску в реченні «Атом — найменша частинка простої речовини, яка зберігає її ... властивості»: