تغییرات فیزیکی وشیمیایی

تغيير و انواع آن: 

مي دانيد كه ذوب شدن يخ يعني تبديل يخ جامد به آب مايع نمونه اي از تغيير در حالت ماده است اين تغيير، از آب در حالت جامد (يخ) آغاز به آب در حالت مايع پايان مي يابد. 

تصوير زير، شيوه ي قرارگرفتن مولكول هاي آب در دو حالت جامد و مايع چه تفاوت هايي با هم دارند؟ 



درك وقوع يك تغيير هميشه به اين سادگي نيست ممكن است با تغييرويژگيهاي ديگري از ماده همراه باشد.

به اين ويژگي ها كه خواص ماده گفته مي شود بر دو نوعند. خواص فيزيكي و خواص شيميايي.

خواص فيزيكي و تغيير فيزيكي: 

هنگامي كه يك ورق كاغذ پاره مي شود تنها ابعاد آن (يكي از خواص فيزيكي آن ورقه ي كاغذي) تغيير مي كند.

در اين هنگام مي گوئيم كه ورقه ي كاغذ تغيير فيزيكي كرده است. در اين تغيير،جنس ورقه تغييري نمي كند. يعني كاغذ به ماده ي ديگري تبديل نمي شود. 

فكر كنيد : 
در اين متن به چند خاصيت فيزيكي گوگرد مشاهده شده است،‌با كشيدن خط زير هر خاصيت آن ها را مشخص كنيد: 
«گوگرد جامد شكننده زردرنگي است كه در دماي 119ºC ‌ذوب مي شود و در دماي 445ºC به

جوش مي آيد. اين نافلز جريان برق را از خود عبور نمي دهد وارد آب حل نمي شود» . 

فكر كنيد : 
آيا مي توان تغيير فيزيكي را به تغيير در شيوه ي قرارگرفتن ذره هاي سازنده يك ماده در كنار هم نسبت دارد؟

 
چون در تغيير فيزيكي خود ذرات هيچ تغيري نمي كند، بلكه جنبش و سرعت آن ها نسبت به همديگر تغيير مي كند. 

خواص شيميايي و تغيير شيميايي: 

اگر با پاره شدن ورقه ي كاغذ جنس آن تغيير نمي كند ولي با سوزاندن آن، كاغذ به ماده ي تازه اي تبديل مي

شود كه ديگر كاغذ خواص اوليه را ندارد. در اين كاغذ دچار يك تغيير شيميايي شده است. تغييري كه طي آن

از يك يا چند ماده، ماده يا مواد شيميايي تازه اي بوجود مي آيد.

خواص شيميايي يك ماده به مجموعه خواص گفته

مي شود كه تمايل يا عدم تمايل آن ماده براي شركت

در تغيير شيميايي بيان مي كند. . فكر كنيد:

درهر مورد با بيان علت ،‌تغييرهاي شرح داده شده را در دو دسته ي فيزيكي و شيميايي قرار دهيد. 
تغيير نوع دليل 
ماست پس از مدتي ماندن در هواي گرم ترش مي شود 

بر اثر مصرف بيش از اندازه ي قند دندان ها سياه مي شوند

كشيدن سمباده روي يك ظرف نقره اي تيره به آن جلد مي بخشد 

گوشت سرخ بر اثر پخته شدن به رنگ قهوه اي در مي آيد 

سطح تيرآهن پس از مدتي رنگ سرخ مايل به قهوه اي پيدا مي كند 
شيميايي 





فكر كنيد : 

1 – كداميك از واژه هاي زير براي بيان تغيير فيزيكي و كداميك براي معرفي تغيير شيميايي بكار مي روند. 

خردكردن ، ساييدن ، ذوب شدن ، تبخير شدن ، آسياب كردن----> تغيير فيزيكي

 
فاسد شدن ، زنگ زدن، سوزاندن ----> تغيير شيميايي 

2- براي شمع سه خاصيت فيزيكي و يك خاصيت شيميايي مثال بزنيد. 

خاصيت شيميايي :‌به آساني مي سوزد خاصيت فيزيكي: جامد است – براثر گرما ذوب مي شود – رنگ آن معمولاً سفيد مايل به زرد است.

 

3- آيا مي توانيد تغيير شيميايي را به تغيير در ساختار ذره هاي سازنده ي ماده نسبت داد ؟ با توجه به شكل زير پا سخ خود را توضيح دهيد 

بله،‌چون مولكول هاي سه اتمي گاز NO2 قهوه اي رنگ وقتي سرد مي شود به مولكول هاي چهار اتمي

 N2O4 بي رنگ است تبديل مي شود پس چون ساختار مولكولي عوض شده تغيير شيميايي است. 

نشانه هاي تغيير شيميايي: 

مي دانيد كه تغيير به دو صورت فيزيكي و شيميايي به وقوع مي پيوندد. اما چگونه مي توان اين دو نوع تغيير را از

يكديگر متمايز كرد؟ 

با اجراي يك آزمون ساده و به كمك نشانه هاي شيميايي مي توان برخي مواد را شناسايي كرد، براي نمونه با

برخي آزمايشها مي توان (آزمايش ص 7 كتاب) به وجود مس، نشاسته و كربن و دي اكسيد پي برد. به اين

آزمايش هاي ساده آزمون شيميايي مي گويند. 

فكر كنيد : 
معلوم كنيد كه در هر مورد تغيير توضيح داده شده فيزيكي يا شيميايي است؟ آيا با اطلاعات داده شده مي توان

به اين پرسش پاسخ داد؟ چرا؟ 

1- يك مايع بي رنگ بر اثر گرم شدن به مرور ناپديد مي شود.

 
فيزيكي : چون تبخير شده است 

2 – يك مايع سرد مي شود و جامدي در ظرف ته نشين مي شود.

 
فيزيكي :‌چون وقتي سرد مي شود مقداري از مواد محلول آن رسوب مي كند 

3 – يك ماده ي جامد آبي رنگ در آب حل مي شود و آب را به رنگ آبي درمي آورد.

 
فيزيكي : چون ماده در آب حل شده است. 

4 – يك ماده جامد آبي رنگ مي شود و بوي تندي به مشام مي رسد.

 
اطلاعات كامل نيست. زيرا ممكن است اين مايع وقتي به بخار تبديل مي شود بوي تند و تيز باشد يا ممكن

است اين مايع بر اثر گرما با يك ماده ديگر واكنش شيميايي انجام داده باشد و بوي تند و تيز ايجاد كند. 

اجزاي يك تغيير شيميايي: 

هر تغيير شيميايي ماده يا مواد تازه اي بوجود مي آيد. به اين ماده يا مواد جديد فرآورده هاي تغيير شيميايي

مي گويند . هنگامي كه مقداري گوگرد و آهن با يكديگر واكنش نشان مي دهند آهن سولفيد بدست مي آيد.

آهن سولفيد فرآورده هاي اين تغيير شيميايي است. مومادي كه آغاز كننده تغيير شيميايي هستند. واكنش

دهنده ها يا واكنش گرها گفته مي شوند. در مثال ياد شده آهن گوگرد واكنش دهنده هستند. 

با كمك يك معادله نوشتاري مي توان رابطه ي ميان واكنش دهنده ها و فرآورده ها در يك تغيير شيميايي را

نشان داد. براي نمونه به معادله ي نوشتاري واكنش ميان آهن و گوگرد توجه كنيد:

 
آهن+ گوگرد(واكنش دهنده ها)----> آهن سولفيد(فرآورده)

 

سوختن نوعي تغيير شيميايي 

هنگامي كه به يك شعله ي شمع نگاه مي كنيد يا به يك اجاق خوراك پزي، در حال نگاه كردن به يك تغيير

شيميايي هستيد. 
مي دانيد كه اشتعال پذيري يك خاصيت شيميايي است. در واقع ماده اشتغال پذير طي يك تغيير شيميايي كه

سوختن ناميده مي شود، به مواد تازه اي تبديل مي شود. در اين تغيير شيميايي يك ماده اشتغال پذير كه ماده

ي سوختني گفته مي شود، با اكسيژن موجود در هوا براي نمونه ، به هنگام سوختن شمع دو عنصر كربن و

هيدروژن كه عنصرهاي سازنده ي شمع هستند با اكسيژن هوا تكيب مي شوند و آب و كربن دي اكسيد توليد

مي كنند. همان طور كه مشاهده مي شود در اين واكنش نور و گرما نيز آزاد مي شود.

 
آهن در برابر هوا به آهستگي با اكسيژن واكنش نشان مي دهد و دچار تغيير شيميايي مي شود. به اين تغيير

شيميايي زنگ زدن مي گويند. اگر چه اين تغيير شيميايي با توليد ماده اي به نام زنگ آهن يا اكسيد آهن همراه

است ولي مانند سوختن شمع نور و گرماي قابل توجهي آزاد نمي كند.

 
به طور كلي به واكنش يك ماده با اكسيژن اكسايش مي گويند. واكنش هاي اكسايش عموماً گرماده اند. مقدار

گرماي آزاد شده بر اثر اكسايش در موارد مختلف متفاوت است. در برخي از اكسايش ها كه با توليد شعله همراه اند. انرژي قابل توجهي آزاد مي شود. سوختن شمع چنين واكنشي است. شمع را از ماده اي به نام

پارافين مي سازند. پارافين از تركيب شيميايي دو عنصر كربن و هيدروژن بوجود مي آيد. در اثر سوختن پارافين،‌افزودن بر توليد كربن دي اكسيد و بخار آب مقدار قابل توجهي انرژي نيز آزاد مي شود. 
انسان با سوزاندن برخي مواد سوختني انرژي مورد نياز زندگي خود را تأمين مي كند. 
به اين دسته از مواد سوختني كه تنها براي تأمين انرژي سوزانده مي شوند سوخت مي گويند. نفت، بنزين ،‌گازوئيل ،‌زغال سنگ و گاز شهري از جمله مهمترين سوخت ها به شمار مي روند. 
آتش حاصل از سوختن همان نور و گرمايي است كه ازواكنش ماده ي سوختني با اكسيژن توليد مي شود. البته براي ايجاد آتش تنها قرار گرفتن يك ماده سوختني در مجاورت اكسيژن كافي نيست، بلكه شرط سومي نيز لازم است. گرما سومين شرط لازم براي ايجاد آتش سوزي است. شكل روبرو كه به مثلث آتش معروف است رابطه ي ميان اين سه شرط را بخوبي نشان مي دهد. 

فكر كنيد 
گرماده يا گرماگير بودن هر يك از تغييرهاي فيزيكي و شيميايي زير را با آوردن دليل مشخص كنيد. 
1 – تبخير آب 
2 – پختن غذا 
3 – سوختن نفت 

1 – گرماگير : زيرا براي تبديل آب به بخار گرماي زيادي لازم است. 
2 – گرماگير :‌براي اينكه غذا پخته شود به انرژي گرمايي نياز دارد. 
3 – گرماده : زيرا وقتي نفت شروع به سوختن مي كند مقداري زيادي گرما توليد مي شود. 

انرژي و تغييرهاي فيزيكي و شيميايي: 

هر تغييري چه فيزيكي و چه شيميايي در ماده با تغيير انرژي – گرفتن يا آزاد ساختن همراه است. يخ بدون گرفتن گرما ذوب نمي شود و گرماي خانه ي ما نيز از انرژي آزاد شده براي سوختن نفت، يا گاز تأمين مي شود. بر اين مبنا تغييرهاي فيزيكي و شيميايي را به دو دسته گرماده و گرماگير تقسيم مي كنند. تغيير گرماده به تغييرهايي گفته مي شود كه با آزاد كردن انرژي – عموماً به صورت گرما – همراه اند. در حالي كه تغييرهاي گرماگير آن دسته تغييراتي هستند كه با گرفتن انرژي عموماً به صورت گرما به وقوع مي پيوندد. 
به انرژي ذخيره شده در مواد شيميايي انرژي شيميايي مي گويند. تغييرهاي شيميايي سبب آزاد شدن اين انرژي يا افزايش انرژي شيميايي اندوخته شده در مواد شيميايي مي شوند. 

سرعت تغييرهاي شيميايي : 

تغييرهاي شيميايي با سرعت هاي متفاوتي روي مي دهند. در واقع آهسته و برخي تند به پيش مي روند.اگر سرعت يك واكنش شيميايي را سرعت مصرف شدن مواد واكنش دهنده با سرعت توليد فرآورده هاي آن واكنش در نظر بگيريم. در اين صورت واكنشي مانند انفجار مواد منفجره، كه در آن دهها يا صدها كيلوگرم ماده منفجره در كمتر از يك ثانيه مصرف مي شود را مي توان يك واكنش بسيار سريع دانست. اين در حالي است كه روزها طول مي كشد تا فقط سطح يك تيرآهن زنگ آهن پوشيده شود. به اين علت زنگ زدن آهن از جمله واكنش هاي شيميايي آهسته به شمار مي آيد. 

كاتاليزگرها : 

يكي ديگر از عواملي كه باعث افزايش سرعت واكنش هاي شيميايي مي شود، افزون موادي به واكنش دهنده هاست. اين مواد كه كاتاليزگرها ناميده مي شوند سرعت يك واكنش شيميايي را افزايش مي دهند. كاتاليزگرها خود دچار تغيير شيميايي نمي شوند و در پايان واكنش بدون تغيير باقي مي ماند. 

جرم و تغييرهاي شيميايي : 

از تغييرهاي شيميايي همواره مجموع جرم واكنش دهنده ها برابر مجموع جرم فرآورده هاست.به عبارت ديگر در واكنش شيميايي نه از جرم كم نه بر آن افزوده مي شود. در واقع جرم ثابت باقي مي ماند. اين مطلب قانون بايستگي جرم ناميده مي شود. 

فكركنيد 
با دقت به تصوير زير نگاه كنيد. واكنش دهنده ها و فرآورده هاي واكنش نشان داده شده را مشخص كنيد. اگر مولكول هاي موجود در دو طرف اين واكنش را روي كفه ي ترازو قرار دهيد، كدام سمت سنگين تر خواهد بود؟ چرا؟


هر دوكفه با هم برابر هستند . چون طبق قانون پايستگي جرم در يك واكنش شيميايي جرم واكنش دهنده ها برابر جرم فرآورده ها مي باشد.