Хімія. 7 клас. Ярошенко

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

§ 19. Фізичні та хімічні явища

Вивчення параграфа допоможе вам:

розрізняти фізичні та хімічні явища;
наводити приклади фізичних і хімічних явищ;
описувати явища, які супроводжують хімічні реакції

Із природознавства вам відомо, що у природі відбувається безліч змін. Усі вони мають спільну назву — явища. Їх поділяють на фізичні, хімічні, біологічні та інші.

ЯКІ ЯВИЩА НАЛЕЖАТЬ ДО ФІЗИЧНИХ? Відповідь на це запитання сформулюємо після того, як розглянемо різні приклади явищ цієї групи. Вода при нагріванні випаровується (мал. 66. а), цукор розчиняється у воді. В обох прикладах речовина стає для нас невидимою. Від того, що крейдою пишуть на дошці, з’являються записи, а сам шматочок крейди зменшується (мал. 66. б). Скляна ваза випадково падає і розбивається на друзки. Ми бачимо, що форма вази втрачена, розміри окремих уламків значно менші за розміри вази (мал. 66. в). Після нанесення фарби на поверхню кузова автомобіля (мал. 66, г) спершу вловлюється запах речовин, у яких фарбу розчинили, а після їх випаровування фарба утворює щільний покрив, колір фарби при цьому зберігається.

Мал. 66. Приклади фізичних явищ

Що ж є характерним для таких, на перший погляд, різних явищ? Чому вони належать до фізичних?

• Фізичні явища — це явища, під час яких змінюється агрегатний стан або форма тіла, але склад речовин залишається незмінним. Тобто, одні речовини не перетворюються на інші.

І справді, пароподібна вода має такий самий склад молекул, як і рідка. Цукор у воді подрібнився до молекул, але вони того ж самого складу, що й у цукровому піску і мають солодкий смак. Після багатьох записів на дошці прямокутний і видовжений брусочок крейди стає менших розмірів. Ваза та уламки, на які вона перетворилася внаслідок падіння, складаються з одних і тих самих речовин. Отже, у жодному із зображених на малюнку 66 явищ нові речовини не утворювалися.

ЯКІ ЯВИЩА НАЗИВАЮТЬ ХІМІЧНИМИ ТА ЯК ЇХ ВИЯВИТИ? У природі самочинно, а на заводах, у лабораторіях з ініціативи та під контролем людини відбувається багато змін, що призводять до руйнування одних речовин и утворення інших. Ці зміни назвали хімічними явищами, або хімічними реакціями.

На відміну від фізичних явищ, під час хімічних завжди відбувається зміна складу речовин, тобто одні з них перетворюються на інші!

Важливо пам’ятати, що під час хімічних явищ нові речовини утворюються з тих самих хімічних елементів, що входили до складу вихідних речовин. Алхіміки цього не знали, тож марно намагалися перетворити звичайні метали у золото.

• Хімічні явища — це явища, під час яких одні речовини перетворюються на інші. Хімічні реакції — інша назва хімічних явищ.

Термін «хімічні реакції» є більш уживаним, ніж «хімічні явища».

Оскільки складові частинки речовини (молекули, атоми та деякі інші) дуже малі за розмірами, виникає питання: яким чином дізнатися, що відбулося саме хімічне явище і що його результатом стало утворення нових речовин? Іншими словами: як пересвідчитися, що відбулося хімічне, а не фізичне явище?

Зображені на малюнку 66 фізичні явища ми виявили за допомогою органів чуття. Досить часто вони ж допомагають виявляти й хімічні явища. Річ у тім, що новоутворені речовини можуть відрізнятися фізичними властивостями від властивостей речовин, узятих для проведення хімічних реакцій. Наприклад, у результаті взаємодії двох добре розчинних у воді речовин може утворитися нерозчинна речовина, що випадає в осад. Або ж при взаємодії двох безбарвних речовин може утворитися нова речовина певного кольору.

Деякі хімічні явища відбуваються дуже повільно, наприклад, утворення з гірських порід та мінералів піску й глини, інші — досить швидко, наприклад, горіння багаття.

Охарактеризуємо фізичні явища, що супроводжують хімічні реакції й на підставі яких роблять висновок про перебіг хімічного явища.

ВИДІЛЕННЯ ГАЗУ. У хімічний стакан, на третину наповнений етановою кислотою, всиплемо мірну ложку харчової соди (мал. 67, а). Спостерігатимемо за бурхливим виділенням вуглекислого газу (мал. 67, б). Підтвердити його виділення можна за допомогою тліючої скіпки, яка відразу ж гасне (мал. 67, в). Про це ви вже знаєте з природознавства та з параграфа 2.

Мал. 67. Виділення вуглекислого газу та його виявлення

Взяті для проведення хімічної реакції речовини мали такі формули: С₂Н₄О₂ (етанова кислота) і КаНСО₃ (харчова сода). Після реакції з них утворився вуглекислий газ — СО₂, вода — H₂О та натрій ацетат — NаС₂Н₃О₂. Вода та натрій ацетат залишилися у стакані, а вуглекислий газ виділився.

Поміркуйте! Однаковий чи різний якісний і кількісний склад мають узяті для реакції та утворені після неї речовини?

ЗМІНА ЗАБАРВЛЕННЯ. У хімічний стакан, на третину наповнений безбарвною хлоридною кислотою НСl, всиплемо мірну ложку твердої речовини чорного кольору купрум(II) оксиду СuО (мал. 68. а). Для прискорення хімічної реакції перемішаємо речовини у стакані скляною паличкою. Рідина над чорним купрум(II) оксидом починає набувати зеленкувато-блакитного кольору (мал. 68. б). Це свідчить про утворення нової речовини — купрум(ІІ) хлориду СuСl2, яка має таке забарвлення. У цьому прикладі зміна кольору свідчить про те, що відбулося хімічне явище.

Мал. 68. Зміна забарвлення у реакції хлоридної кислоти з купрум (II) оксидом

ЗНИКНЕННЯ АБО УТВОРЕННЯ ОСАДУ. Як вам відомо, крейда у воді не розчиняється. Помістимо її грудочку в хімічний стакан і доллємо хлоридної кислоти. Як і в першому досліді, спостерігається виділення вуглекислого газу, а також зникнення крейди, тобто осаду.

Наступний дослід проведемо з безбарвними розчинами барій хлориду ВаСl₂ та калій сульфату K₂SO₄. При доливанні одного розчину до іншого миттєво випадає білий осад (мал. 69). Тобто утворюється нова речовина білого кольору — барій сульфат BaSO₄. Ця речовина практично нерозчинна у воді. Утворення осаду свідчить, що відбулося хімічне, а не фізичне явище. Ще одна з утворених речовин — калій хлорид КСl — добре розчинна у воді, а її розчин — безбарвний. Виявити її серед продуктів цієї реакції за допомогою органів чуття ми не зможемо.

Мал. 69. Утворення осаду у реакції барій хлориду з калій сульфатом

ТЕПЛОВИЙ ЕФЕКТ ЯК СВІДЧЕННЯ ХІМІЧНОГО ЯВИЩА. Гашене вапно, яким навесні білять кору стовбурів дерев для захисту їх від шкідників, утворюється під час хімічної реакції між негашеним вапном СаО і водою Н₂О. Результатом цього хімічного явища є утворення нової речовини — гашеного вапна Са(ОН)₂. Утворена речовина спінюється, й посудина, в якій проводилася реакція, нагрівається (виникає так званий тепловий ефект реакції) (мал. 70).

Мал. 70. Виділення теплоти у реакції кальцій оксиду з водою

ПОЯВА ЗАПАХУ. Запах, що супроводжує взаємодію сірки S із киснем О₂, вам очевидно відомий. Цей запах ми чуємо при горінні сірників, тому що сірка входить до складу головки сірника. При горінні сірника сірка S вступає у хімічну реакцію з киснем О₂, що є у складі повітря, й утворюється отруйна речовина сульфур(ІV) оксид (сірчистий газ) SO₂ з різким задушливим запахом.

Таке явище, як поява запаху, що супроводжує хімічні реакції, має практичне значення, коли йде мова про псування продуктів харчування. Адже їхню придатність до вживання ми досить часто перевіряємо у повсякденному житті власним органом нюху.

ВИДІЛЕННЯ СВІТЛА. У деяких випадках хімічні реакції супроводжуються виділенням світла. Затиснемо у тримачі коротку магнієву стрічку й підпалимо її. Стрічка швидко згоряє сліпучо-білим полум’ям. Поява світла супроводжує утворення з магнію Mg та кисню O₂ нової речовини — магній оксиду MgO (мал. 71).

Мал. 71. Виділення світла у реакції магнію з киснем

Як бачимо, хімічні явища супроводжуються різними фізичними явищами.

• Хімічні реакції можуть супроводжуватися виділенням газу, світла, тепла, випаданням осаду, зміною забарвлення, появою запаху.

ДОСЛІДЖУЄМО НА УРОЦІ ТА ВДОМА

ЛАБОРАТОРНИЙ ДОСЛІД № 3

ПРОВЕДЕННЯ ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ

Завдання 1. До 1 мл блакитного розчину купрум(ІІ) сульфату CuSO₄ долийте 1 мл безбарвного розчину натрій гідроксиду NaOH. Спостерігайте за змінами. Яка ознака свідчить про перебіг хімічного явища?

Завдання 2. Налийте у пробірку 1 мл безбарвного розчину натрій гідроксиду NaOH і додайте кілька крапель розчину фенолфталеїну. Спостерігайте за змінами. Після цього краплинами доливайте розчин етанової кислоти, доки вміст пробірки не стане безбарвним. Хімічне чи фізичне явище відбулося?

Завдання 3. Візьміть грудочку крейди діаметром не більше 1 см і краплями з піпетки нанесіть на неї етанову кислоту. Спостерігайте за змінами та опишіть їх. Про що вони свідчать?

Результати виконаних завдань 1, 2, 3 оформіть у зошиті.

Домашній експеримент

Дослід 1. Проведіть у прозорих посудинах взаємодію харчової соди (1/4 чайної ложки) із соком квашеної капусти, лимонною кислотою, кефіром (по 3 столові ложки у кожному з дослідів). Яким фізичним явищем супроводжуються проведені вами хімічні явища?

Дослід 2. Якщо чайник, яким користується ваша родина, має накип, то за допомогою хімічної реакції позбудьтесь осаду. Для цього на 2/3 наповніть чайник водою, всипте 1 пакетик лимонної кислоти та прокип’ятіть 15-20 хв. Після кип’ятіння чайник ретельно промийте холодною водою. Фізичне чи хімічне явище допомогло позбутися накипу?

1. Які явища називають фізичними? Назвіть приклади.

2. Які явища називають хімічними? Назвіть приклади.

3. Поясніть, у чому полягає відмінність між фізичними та хімічними явищами.

4. Якими фізичними явищами супроводжуються хімічні явища?

5. Поміркуйте, у яких твердженнях мова йде про фізичні явища, а у яких — про хімічні:

а) кисень скраплюється при дуже низьких температурах;
б) кисень погано розчиняється у воді;
в) під дією чинників зовнішнього середовища вироби із заліза іржавіють;
г) молоко без холодильника через добу скисає.

6. Із тексту параграфа випишіть наведені в ньому формули та назви речовин, розподіливши їх на прості і складні.

7. Укажіть хімічне явище:

А випаровування води
Б розтікання олії по пательні
В пригоряння їжі
Г танення льоду

8. Укажіть правильне твердження про перелік явищ: горіння магнію, утворення осаду при додаванні хлоридної кислоти до аргентум(І) нітрату, розм’якшення скляної палички при нагріванні, перетворення алюмінієвої стружки в порошок.