KEMISKA FÖRÄNDRINGAR: EGENSKAPER, EXEMPEL, TYPER - KEMI - 2026

De kemiska förändringarna är de förändringar som sker i ämnen eller ämnen från kemiska reaktioner. De kännetecknas av att de är irreversibla, eftersom de involverar bildandet av nya bindningar som behöver energi eller andra reaktioner för att vända deras effekter.

Livet och dess biokemi består till exempel av ständiga kemiska förändringar som avslöjar ett mylder av reaktioner som äger rum i levande varelser. Resultatet är tillväxt, utveckling och åldrande av växt- och djurvävnader; att det, som är välkänt, vetenskapligt och termodynamiskt, är en irreversibel process.

Förändringen i bladens färg under hösten är ett exempel på en kemisk förändring. Källa: Jake Colvin via Pexels.

Det är därför vi i levande varelser, från ryggradslösa djur till ryggradsdjur, hittar vi kemiska förändringar även när vi konsumerar maten, eftersom de använder enzymatiska reaktioner för att försämra dem och dra nytta av energin och kemiskt material som de extraherar från dem.

Hur känner jag igen kemiska förändringar?

Exempel på kemisk förändring

En av de viktigaste egenskaperna för att känna igen dem i naturen är att observera om en färgförändring inträffar eller om en viss lukt produceras. Under årstiderna uppskattas det således hur träden gradvis börjar ändra färgen på sina blad; i dem genomgår klorofyll och dess naturliga pigment kemiska reaktioner.

Rödningen av bladen under hösten är ett mycket tydligt exempel på en kemisk förändring. Att koppla detta till liv, bläckfiskar och kameleoner kamouflerar sig tack vare en serie kemiska reaktioner som involverar cellerna i deras skinn; men till skillnad från löv kan de vända färgförändringar genom andra reaktioner som "inaktiverar" kamouflagan.

Men de olika färgerna på himlen och molnen är inte produkten av kemiska utan fysiska förändringar: Raleigh-spridningen. Samtidigt är blekning av kläder och borttagning av deras fläckar samt färgning av kläder med färgämnen kemiska förändringar.

egenskaper

Det nämndes att förändringen i färg och lukt är två av de huvudsakliga egenskaperna som en kemisk förändring har inträffat och att ett fenomen som involverar en eller flera kemiska reaktioner har inträffat.

Därefter behandlas andra viktiga egenskaper som gör att vi kan upptäcka det direkt med våra sinnen. Ju fler egenskaper som kan uppfattas, desto mer troligt är det att vi står inför en kemisk förändring och inte en fysisk.

Förändring i temperatur eller frigöring av ljus

En kemisk förändring åtföljs av en ökning (exoterm reaktion) eller minskning (endoterm reaktion) i temperatur; det vill säga om värme produceras, eller om tvärtom känslan av kyla erhålls. Ibland sker också frisläppandet av värme parallellt med ljusets utseende.

Gasbildning

Bildningen av gaser är direkt relaterad till förändringar i lukt. Om gas bildas i ett flytande medium, kommer bubbling att observeras, vilket tyder på en kemisk förändring.

Detta beror på att det finns molekyler med höga ångtryck som lätt följer med luft, eller på grund av frisättningen av små molekyler, såsom CO ₂ , H ₂ S, CH ₄ , O ₂ , etc, vilka är slutprodukter av vissa reaktioner.

Bildning av fällning

Om reaktionerna äger rum i ett flytande medium och bildningen av en fällning börjar observeras, oavsett färg eller struktur, sägs en kemisk förändring ha inträffat. På samma sätt kan det vara fallet där två gaser blandas och bildar aska eller salter.

oåterkallelighet

Även om det är sant att det finns reversibla reaktioner som kan skapa jämvikt, är förändringarna som genereras med de hittills beskrivna egenskaperna irreversibla; De behöver andra reaktioner eller energi av något slag för att ingripa för att deras effekter ska vändas. Och ändå är det i många fall praktiskt taget omöjligt.

Denna irreversibilitet observeras i en förändring av kompositionen eller i försämringen av saken. Till exempel ett träd som brinner i lågor och slutar i aska, vars slutliga sammansättning skiljer sig från trädets, kommer inte att kunna vända den kemiska förändringen som har inträffat på något sätt; Om inte tiden kunde vändas tillbaka

typer

Kemiska förändringar i sig är inte underkastade någon klassificering: de uppfattas med våra sinnen och det kan slutsatsen eller undersökas vilka typer av kemiska reaktioner som äger rum. Således beror sådana förändringar på en grupp oorganiska, organiska eller biokemiska reaktioner.

När man talar om oorganiska "förändringar" sägs det att ingen kolskelettförening är involverad utan snarare alla övergångsmetallkomplex; oxider, sulfider, hydrider, nitrider, halogener, bland andra föreningar.

Samtidigt deltar kolorganiska föreningar i organiska och biokemiska förändringar, med skillnaden att de förstnämnda vanligen förekommer utanför organismer (med undantag av reaktionerna som utförs av läkemedel), och den senare inom dem (med avseende på enzymer , metabolism, biomolekyler).

exempel

Gulning av papper

Pappersvikter blir gula med tiden. Källa: makamuki0 via Pixabay.

Tidningarna förlorar med tiden sin vithet för att bli gulaktig eller brun. Denna process beror på oxidationen av dess polymerer, särskilt lignin, som tillsammans med cellulosa innehåller syratomer som slutar försvaga deras intermolekylära interaktioner.

Fyrverkeri

Fyrverkerier representerar en förbränningsreaktion, i vilken en blandning av drivmedel, kaliumnitrat, kol och svavel bränner medan de elektroniska spännande metallsalterna som impregnerar de resulterande explosionerna med färger.

Karies

Karies genererar en färgförändring i tänderna på grund av deras demineralisering, orsakad av syrorna som genereras när mikroorganismer smälter sackaros från mat. Dental emalj, som består av en mineralogisk matris av kalciumfosfater, förlorar sina joner när surhetsgraden ökar och bildningen av kaviteter fortskrider.

Alger tillväxt

Skiktet av alger och mikroorganismer som växer i sjöar är ibland sådant att det kan bli klibbigt. Källa: Michael Meiters (https://www.flickr.com/photos/psychofreakx3/5963134909)

Eutrofiering av sjöar uppmuntrar tillväxt av alger, som täcker deras yta i grönt som en följd av en förändring i vattenens kemiska egenskaper; förändring som slutar vara synlig och negativ för vattenlevande fauna.

Upplösning av Alka-Seltzer

Alka-Seltzer börjar släppa bubblor när de upplöses i vatten och visar deras brus. Gaserna beror på CO _{2 som} genereras genom upplösningen av NaHCO ₃ , tillsammans med citronsyra och acetylsalicylsyror som kommer i den komprimerade tabletten.

Kroppsliga skadedjur

När vi svettas är det oundvikligt, förr eller senare, att uppleva obehagliga luktar som ligger under armarna, på huden eller på fötterna. Dessa dåliga luktar beror på flyktiga organiska molekyler syntetiserade av mikroorganismer och indikerar att en kemisk förändring har inträffat.

Förruttnelse

Den organiska sönderdelningen av levande varelser eller mat är kemiska förändringar som innebär en serie komplexa reaktioner. Dålig lukt åtföljs av en förändring i sammansättning och färg. Till exempel visar frukttrötten som bananer och avokado alla dessa egenskaper.

Koks och mynta

En blandning av koks och mynta bryter ut som en sodavulkan. Källa: Michael Murphy

Även om det formellt är en fysisk reaktion, utan att bryta kemiska bindningar men med pågående deltagande av en jämvikt mellan arterna H ₂ CO ₃ och CO ₂ , kan utbrottet av coca-cola-mynt tas som en referens för att upptäcka andra explosioner som gör kan vara rent kemiskt.

Pepparmint tillhandahåller kärnbildningsställen för små bubblor av CO _{2 att bildas} , som absorberar en del av den upplösta CO ₂ genom att störa dess interaktion med vattenmolekyler. Sålunda är de upplösta CO ₂ koncentrat i multipla små bubblor, som motsätter den ökande vattnets ytspänning orsakas av socker och andra föreningar.

Resultatet är att CO _2- bubblorna slipper dra vattnet som inte vill "släppa" dem. Detta orsakar att det karakteristiska skummet av dessa pepparmintutslag förekommer, som det ses på bilden ovan.

explosioner

Explosioner är vanligtvis mycket kraftiga förbränningsreaktioner, från vilka rök, ljus och värme frigörs. Varhelst en explosion inträffar står du inför en kemisk förändring.

Vedeldning

Trä är i huvudsak tillverkat av cellulosa och lignin, båda organiska polymerer. Dess kolatomer reagerar kraftigt med syre i luften, vilket orsakar CO och CO ₂ , beroende på hur fullständig förbränningen är och graden av syresättning.

Detta är en kemisk förändring eftersom polymererna i träet inte kan återgå till sitt ursprungliga tillstånd, utöver frisläppandet av värme, ljus och rök.

Solbränning

En kemisk förändring återspeglas i tiden för de som tycker om en dag på stranden. Källa: Pxhere.

Rödheten eller solbränningen i vår hud, när den är under intensiv sol, indikerar att det skedde en förändring i dess sammansättning på grund av reaktionen från melaninet i dess celler, som oxiderar och sönderdelas.

Rödkål juice

Provrör med indikator på lila kål. Källa: Indikator-Blaukraut.JPG: Supermartlderivativt arbete: Haltopub

Från saften av lila kål kan ett experiment inrättas för att visa färgförändringar som en funktion av pH. Det är lätt att reproducera i alla laboratorier eller kök.

Om denna juice tillsätts i olika provrör, de är märkta och olika ämnen läggs till dem, från sura (vinäger) till alkaliska (tvättmedel), kommer det att finnas ett antal färger (övre bilden).

Detta beror på att lila kålsaft innehåller naturliga syrabasindikatorer, som svarar på förändringar i pH. Ju surare lösningen är, desto rödare kommer den att se ut; och om det tvärtom är mycket grundläggande, kommer det att bli gulaktigt.

Koka ett ägg

När ett ägg stekas eller kokas tillåter vi värmen att denaturera sina proteiner, bryta dess bindningar och bilda andra medan vi förlorar sin ursprungliga struktur.

Läder bleknar

Läderfärger kan blekna på grund av syreverkan i luften och UV-strålning, vilket gör att de kemiska bindningarna mellan färgämnena och det organiska materialet går sönder.

Bakad

Förändringen i färg som observerats i bröd och godis, liksom deras uppenbara volymökning jämfört med rå deg, tyder på olika kemiska förändringar.

Först på grund av stigningen orsakad av jäst och bakpulver; och för det andra genom Maillard-reaktionen, där proteiner och sockerarter reagerar med varandra för att göra blandningen gyllene.

Korrosion

Metaller rostar, så de förlorar sin glans, mörknar och börjar korrodera när de bildade oxidlagren inte längre kan fästa eller binda till metallinredningen. Den mest representativa korrosionen är järn, på grund av den karakteristiska bruna färgen på dess oxid.

batterier

Inom batterier eller celler uppstår kemiska reaktioner som genererar elektricitet, elektriska strömmar som går igenom en extern krets och aktiverar deras enheter. I huvudsak förlorar anoden elektroner (oxidation), dessa elektroner aktiverar enheten (fjärrkontroll, telefon, klocka, pekare, etc.) och hamnar sedan vid katoden (reduktion).

Myggblod

Om en mygga biter oss och vi dödar dem direkt eller inom några minuter kommer vi att märka att blodet är ljusrött. Under tiden, om några timmar förflutit och vi dödar samma mygga, kommer vi att se att blodet är mörkt, det kommer även att ge bruna toner.

Denna färgförändring tyder på att blodet har genomgått kemiska reaktioner i myggan.

Jodklocka

Jodklockreaktionen är en av de mest representativa för en kemisk förändring. Källa: Daniel J. Lulu

En av de mest imponerande kemiska förändringarna ses i den berömda jodklockreaktionen. Det kallas så eftersom dess hastighet kan kontrolleras genom att modifiera koncentrationen av reaktanterna. Reaktionen avslutas när en intensiv, mycket mörkblå färg uppträder, i stor kontrast till den initiala observerade insynen.

Denna färg (övre bilden) beror på interaktion mellan stärkelse och det anjoniska komplexet I ₃ ^- . En av dess versioner startar från jodat, IO ₃ ^- och bisulfit, HSO ₃ ^- :

IO ₃ ^- + 3HSO ₃ ^- → I ^- + 3HSO ₄ ^-

I ^- reagerar med IO ₃ ^- från mediet för att generera jod:

IO ₃ ^- + 5I ^- + 6H ⁺ → 3I ₂ + 3H ₂ O

Och detta i sin tur reagerar med mer bisulfit:

I ₂ + HSO ₃ ^- + H ₂ O → 2I ^- + HSO ₄ ^- + 2H ⁺

När väl HSO ₃ ^- är klar , kommer den andra reaktionen dominerar tills det finns ett överskott av I ₂ , som kommer att binda till I ^- för att bilda I ₃ ^- . Och slutligen kommer I ₃ ^{- att} interagera med stärkelsemolekylerna som mörknar lösningen.

Elefantpasta

Elefantpasta-experiment. Källa: Ferbr1 via Wikipedia.

Återigen och slutligen heter en specifik kemisk reaktion men med förändringar som är för synliga för att utelämnas: elefanttandkräm (toppbild). I vissa videoklipp är mängden skum sådan att du bokstavligen kan borsta en elefants mun.

Denna reaktion är baserad på den katalytiska nedbrytningen av väteperoxid, H ₂ O ₂ (väteperoxid), med jodidjoner, I ^- , från lösliga salter, såsom Nal eller Kl. Den första reaktionen som inträffar är enligt följande kemiska ekvation:

H ₂ O ₂ + I ^- → H ₂ O + IO ^-

IO ^- arter därefter reagerar med H ₂ O ₂ i en andra reaktion:

IO ^- + H ₂ O ₂ → H ₂ O + O ₂ + I ^-

Där katalysator I regenereras ^- (förbrukas inte).

Observera att de slutliga produkterna är H ₂ O och O ₂ . Om detergent och färgämnen sätts till reaktionsblandningen, skummer vattnet tillsammans med syret kraftigt, vilket kommer att stiga upp behållaren och skjuta uppåt mot tyngdkraften.

Bränn papper

När papper bränns produceras koldioxid, vattenånga och aska. Dessa tre ämnen skiljer sig kemiskt från den första substansen, så det är en kemisk förändring.

Äppeloxidation

När ett äpple hackas och lämnas i det fria, ändras det från att vara en elfenbenfärg till att vara brun eller ockra. Detta kallas oxidation.

Mat ruttnar

När mat förstörs sker en kemisk förändring. Röda ägg går till exempel genom en nedbrytningsprocess som får dem att ändra färg och lukt.

Yoghurtproduktion

Yoghurt är resultatet av en kemisk förändring som involverar mjölk och vissa bakterier, såsom Streptococcus thermophilus och Lactobacilli bulgaricus.

Öppen flaska champagne

När du öppnar en flaska champagne eller en läsk, märker du en bubblande. Denna bubblande innebär att kolsyran i drinken har gått sönder och släppt koldioxid.

Vinproduktion

Skapandet av vin från druvor är en jäsningsprocess. Detta är ett exempel på en anaerob kemisk reaktion där socker omvandlas till etylalkohol och koldioxid.

referenser

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (8 oktober 2019). Kemisk förändringsdefinition i kemi. Återställd från: thoughtco.com
3. Wikipedia. (2019). Kemisk förändring. Återställd från: en.wikipedia.org
4. Mandeep Sohal. (29 september 2019). Kemisk förändring vs. Fysisk förändring. Kemi LibreTexts. Återställd från: chem.libretexts.org
5. Nathan Crawford. (2019). Vad är en kemisk förändring? - Egenskaper, typer och exempel Video. Studie. Återställd från: study.com
6. Hur saker fungerar. (2019). Varför blir tidningar gula med tiden? Återställd från: science.howstuffworks.com
7. Science Buddies. (14 juni 2012). Spurting Science: Erupting Diet Coke with Mentos. Återställd från: scientamerican.com
8. Quimitube. (2014). Laborationer: Jodklockan. Återställd från: quimitube.com