- أنواع التغيرات الكيميائية وخصائصها
- لا رجعة فيه
- تفريغ
- أمثلة على التغيرات الجسدية
- في المطبخ
- القلاع القابلة للنفخ
- مصنوعات زجاجية
- قطع الماس ووجه المعادن
- تحلل
- بلورة
- أضواء النيون
- التفسفر الوميض الفوسفوري
- المراجع
و التغيرات الجسدية هي تلك التي لوحظ تغيير في فن دون الحاجة إلى تعديل طبيعته. وهذا يعني ، دون وجود فواصل أو تكوين روابط كيميائية. لذلك ، بافتراض وجود مادة أ ، يجب أن يكون لها نفس الخصائص الكيميائية قبل التغيير الفيزيائي وبعده.
بدون تغييرات فيزيائية ، فإن أشكال الأشكال التي يمكن أن تكتسبها أشياء معينة لن تكون موجودة ؛ سيكون العالم مكانًا ثابتًا وموحدًا. من أجل حدوثها ، يكون تأثير الطاقة على المادة ضروريًا ، إما في نمط الحرارة أو الإشعاع أو الضغط ؛ الضغط الذي يمكن أن تمارسه ميكانيكيا بأيدينا.
محل نجارة. المصدر: Pixabay
على سبيل المثال ، في ورشة النجارة ، يمكنك ملاحظة التغييرات المادية التي يمر بها الخشب. تعتبر المناشير والفرش والحفر والثقوب والمسامير وما إلى ذلك من العناصر الأساسية بحيث يمكن تحويل الخشب من الكتلة وتقنيات النجارة إلى عمل فني ؛ مثل قطعة أثاث ، أو شبكية أو صندوق منحوت.
إذا تم اعتبار الخشب على أنه مادة أ ، فإنه بشكل أساسي لا يخضع لأي تحول كيميائي بعد الانتهاء من الأثاث (حتى لو تلقى سطحه معالجة كيميائية). إذا سُحقت قطعة الأثاث هذه وتحولت إلى حفنة من نشارة الخشب ، فإن الجزيئات الموجودة في الخشب ستبقى دون تغيير.
من الناحية العملية ، فإن جزيء السليلوز للشجرة التي تم قطع الخشب منها لا يغير هيكلها خلال هذه العملية.
إذا اشتعلت النيران في الأثاث ، فإن جزيئاته ستتفاعل مع الأكسجين الموجود في الهواء ، وتتحول إلى الكربون والماء. في هذه الحالة ، سيكون هناك تغيير كيميائي ، حيث ستختلف خصائص البقايا بعد الاحتراق عن خصائص الأثاث.
أنواع التغيرات الكيميائية وخصائصها
لا رجعة فيه
يمكن أن يخضع الخشب في المثال السابق لتغييرات فيزيائية في الحجم. يمكن تصفيحها ، أو قصها ، أو حوافها ، وما إلى ذلك ، ولكنها لا تزيد في الحجم. وبهذا المعنى ، يمكن للخشب أن يزيد مساحته ، ولكن ليس حجمه ؛ والتي ، على العكس من ذلك ، يتم تقليلها باستمرار أثناء عملها في ورشة العمل.
بمجرد قطعه ، لا يمكن إعادته إلى شكله الأصلي ، لأن الخشب ليس مادة مرنة ؛ بمعنى آخر ، يخضع لتغيرات جسدية لا رجعة فيها.
في هذا النوع من التغيير ، المادة ، على الرغم من أنها لا تواجه أي رد فعل ، لا يمكنها العودة إلى حالتها الأولية.
مثال آخر أكثر سخونة هو اللعب بالبلاستيك الأصفر والأزرق. عند عجنهم معًا وبعد إعطائهم شكل كرة ، يتحول لونهم إلى اللون الأخضر. حتى لو كان لديك قالب لإعادتها إلى شكلها الأولي ، سيكون لديك قضيبان أخضران ؛ لم يعد من الممكن الفصل بين الأزرق والأصفر.
بالإضافة إلى هذين المثالين ، يمكن أيضًا التفكير في نفخ الفقاعات. كلما تم نفخها ، زاد حجمها ؛ ولكن بمجرد تحريرها ، لا يمكن استخراج أي هواء لتقليل حجمها.
تفريغ
على الرغم من عدم التركيز على وصفها بشكل مناسب ، إلا أن جميع التغييرات في حالة المادة هي تغييرات فيزيائية قابلة للعكس. إنها تعتمد على الضغط ودرجة الحرارة ، بالإضافة إلى القوى التي تمسك الجزيئات معًا.
على سبيل المثال ، يمكن أن يذوب مكعب ثلج في المبرد إذا تُرك ليقف خارج المجمد. بعد فترة ، يحل الماء السائل محل الثلج الموجود في الحجرة الصغيرة. إذا أعيد هذا المبرد نفسه إلى الفريزر ، فسيفقد الماء السائل درجة حرارته حتى يتجمد ويتحول إلى مكعب ثلج مرة أخرى.
هذه الظاهرة قابلة للعكس لأن امتصاص وإطلاق الحرارة بواسطة الماء يحدث. هذا صحيح بغض النظر عن مكان تخزين الماء السائل أو الجليد.
السمة الرئيسية والاختلاف بين التغيير المادي القابل للعكس والذي لا رجوع فيه هو أنه في السابق تعتبر المادة (الماء) في حد ذاتها ؛ بينما في الثانية ، يتم النظر في المظهر المادي للمادة (الخشب ، وليس السليلوز والبوليمرات الأخرى). ومع ذلك ، تظل الطبيعة الكيميائية ثابتة في كليهما.
في بعض الأحيان يكون الفرق بين هذه الأنواع غير واضح ومن الملائم ، في مثل هذه الحالات ، عدم تصنيف التغييرات الجسدية ومعاملتها على أنها واحدة.
أمثلة على التغيرات الجسدية
في المطبخ
داخل المطبخ ، تحدث تغييرات جسدية لا حصر لها. صنع سلطة مشبعة معهم. تُقطع الطماطم والخضروات حسب الرغبة ، مع تعديل أشكالها الأولية بشكل لا رجوع فيه. إذا أضيف الخبز إلى هذه السلطة ، يتم تقطيعه إلى شرائح أو قطع من رغيف خبز البلد ، ويُدهن بالزبدة.
يعتبر دهن الخبز والزبدة تغيرًا فيزيائيًا ، حيث تتغير نكهتهما ، لكنه يظل دون تغيير جزيئيًا. إذا تم تحميص الخبز الآخر ، فإنه يكتسب قوة ونكهة وألوانًا أكثر كثافة. يقال هذه المرة أنه كان هناك تغيير كيميائي ، لأنه لا يهم إذا كان هذا الخبز باردًا أم لا: فلن يستعيد خصائصه الأولية أبدًا.
تمثل الأطعمة المتجانسة في الخلاط أيضًا أمثلة على التغيرات الجسدية.
على الجانب الحلو ، عندما تذوب الشوكولاتة ، يلاحظ أنها تنتقل من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة. تحضير العصائر أو الحلويات التي لا تنطوي على استخدام الحرارة ، تدخل أيضًا في هذا النوع من التغييرات.
القلاع القابلة للنفخ
في الملعب في الساعات الأولى ، لوحظت بعض اللوحات على الأرض ، وهي خاملة. بعد بضع ساعات ، يتم فرضها مثل قلعة متعددة الألوان حيث يقفز الأطفال بداخلها.
هذا التغيير المفاجئ في الحجم يرجع إلى الكتلة الهائلة للهواء المنفوخ بالداخل. بمجرد إغلاق الحديقة ، يتم تفريغ القلعة وحفظها ؛ لذلك ، فهو تغيير فيزيائي قابل للعكس.
مصنوعات زجاجية
مصنوعات زجاجية. المصدر: Pixabay
يذوب الزجاج في درجات حرارة عالية ويمكن أن يتشوه بحرية ليمنحه أي تصميم. في الصورة أعلاه ، على سبيل المثال ، يمكنك أن ترى كيف يتم تشكيل حصان زجاجي. بمجرد أن يبرد المعجون الزجاجي ، سوف يتصلب وستنتهي الزخرفة.
هذه العملية قابلة للعكس ، لأنه من خلال تطبيق درجة الحرارة مرة أخرى ، يمكن إعطاؤها أشكالًا جديدة. يتم إنشاء العديد من الحلي الزجاجية بواسطة هذه التقنية ، والتي تُعرف باسم نفخ الزجاج.
قطع الماس ووجه المعادن
قطع الماس. المصدر: Roman Köhler، from Wikimedia Commons عند قطع الماس فإنه يخضع لتغييرات فيزيائية مستمرة من أجل زيادة السطح الذي يعكس الضوء. هذه العملية لا رجوع فيها ، وتعطي الماس الخام قيمة اقتصادية مضافة وباهظة.
أيضًا ، في الطبيعة يمكنك أن ترى كيف تتبنى المعادن المزيد من الهياكل البلورية ؛ أي أنها ظهرت على مر السنين.
يتكون هذا من ناتج التغيير المادي لإعادة ترتيب الأيونات التي تتكون منها البلورات. تسلق الجبل ، على سبيل المثال ، يمكن للمرء أن يجد أحجار كوارتز ذات أوجه أكثر من غيرها.
تحلل
عند إذابة مادة صلبة قابلة للذوبان في الماء ، مثل الملح أو السكر ، يتم الحصول على محلول ذو طعم مالح أو حلو ، على التوالي. على الرغم من أن كلا المادتين الصلبتين "تختفيان" في الماء ، ويخضع الأخير لتغيير في مذاقه أو توصيله ، لا يحدث أي تفاعل بين المذاب والمذيب.
الملح (عادة كلوريد الصوديوم) يتكون من Na + و Cl - أيونات. في الماء ، يتم إذابة هذه الأيونات بواسطة جزيئات الماء ؛ لكن الأيونات لا تخضع لاختزال أو أكسدة.
وينطبق الشيء نفسه على جزيئات السكروز والفركتوز في السكر ، والتي لا تكسر أيًا من روابطها الكيميائية عندما تتفاعل مع الماء.
بلورة
هنا يشير مصطلح التبلور إلى التكوين البطيء لمادة صلبة في وسط سائل. بالعودة إلى مثال السكر ، عندما يتم تسخين المحلول المشبع إلى درجة الغليان ، ثم يُترك للراحة ، يتم إعطاء جزيئات السكروز والفركتوز وقتًا كافيًا لترتيب نفسها بشكل صحيح وبالتالي تكوين بلورات أكبر.
هذه العملية قابلة للعكس إذا تم توفير الحرارة مرة أخرى. في الواقع ، إنها تقنية مستخدمة على نطاق واسع لتنقية المواد المتبلورة من الشوائب الموجودة في الوسط.
أضواء النيون
أضواء النيون. المصدر: Pexels
في أضواء النيون يتم تسخين الغازات (بما في ذلك ثاني أكسيد الكربون والنيون والغازات النبيلة الأخرى) عن طريق التفريغ الكهربائي. تصبح جزيئات الغاز متحمسة وتخضع لتحولات إلكترونية تمتص وتصدر الإشعاع بينما يمر التيار الكهربائي عبر الغاز بضغط منخفض.
على الرغم من تأين الغازات ، يكون التفاعل قابلاً للانعكاس ويعود عمليا إلى حالته الأولية دون تكوين المنتجات. ضوء النيون لونه أحمر حصريًا ، ولكن في الثقافة الشعبية ، تم تخصيص هذا الغاز بشكل غير صحيح لجميع الأضواء التي تنتجها هذه الطريقة ، بغض النظر عن اللون أو الكثافة.
التفسفر الوميض الفوسفوري
زخرفة فسفورية. المصدر: Lưu Ly ، من Wikimedia Commons في هذه المرحلة قد ينشأ نقاش بين ما إذا كان الفسفور أكثر ارتباطًا بالتغيير الفيزيائي أو الكيميائي.
هنا ، يكون انبعاث الضوء أبطأ بعد امتصاص الإشعاع عالي الطاقة ، مثل الأشعة فوق البنفسجية. الألوان هي نتاج هذا الانبعاث للضوء الناتج عن التحولات الإلكترونية داخل الجزيئات التي تشكل الزخرفة (الصورة العلوية).
من ناحية أخرى ، يتفاعل الضوء كيميائيًا مع الجزيء ، ويثير إلكتروناته ؛ ومن ناحية أخرى ، بمجرد انبعاث الضوء في الظلام ، لا يُظهر الجزيء أي كسر في روابطه ، وهو أمر متوقع من كل التفاعلات الفيزيائية.
ثم هناك حديث عن تغيير فيزيائي كيميائي قابل للعكس ، لأنه إذا تم وضع الزخرفة في ضوء الشمس ، فإنها تعيد امتصاص الأشعة فوق البنفسجية ، والتي ستطلقها في الظلام ببطء وبطاقة أقل.
المراجع
- هيلمنستين ، آن ماري ، دكتوراه. (31 ديسمبر 2018). أمثلة على التغييرات المادية. تم الاسترجاع من: thinkco.com
- روبرتس ، كاليا. (11 مايو 2018). 10 أنواع من التغيير الجسدي. علم. تم الاسترجاع من: sciencing.com
- ويكيبيديا. (2017). تغيرات فيزيائية. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
- كلية كلاكاماس المجتمعية. (2002). التمييز بين التغيرات الكيميائية والفيزيائية. تم الاسترجاع من: dl.clackamas.edu
- ويتن ، ديفيس ، بيك وستانلي. كيمياء. (الطبعة الثامنة). سينجاج ليرنينج.
- بقلم سوربي س. (07 أكتوبر 2016). الفرق بين التغيير المادي والتغير الكيميائي. تم الاسترجاع من: keydifferences.com