Jaký je rozdíl mezi chemickou a fyzikální změnou?

Fyzikální změny: stejná látka, nový vzhled

Při fyzikální změně se mění vzhled látky, ale její částice zůstávají stejné. Stříhání papíru, mačkání plechovky, natahování gumičky a rozbití skla jsou fyzikální změny. Kousky jsou menší nebo mají jiný tvar, ale pořád jde o papír, kov, gumu a sklo.

Změny skupenství jsou také fyzikální změny. Když led taje, stává se kapalnou vodou, a když se voda vaří, mění se v páru, ale každá molekula je stále H₂O; molekuly se jen pohybují rychleji a vzdalují se od sebe. Suchý led, tedy pevný oxid uhličitý, se při −78,5 °C mění přímo na plyn. Tomu se říká sublimace a tento plyn je stále CO₂.

Rozpouštění cukru nebo soli ve vodě se obvykle považuje za fyzikální změnu, protože pevnou látku získáš zpět, když necháš vodu odpařit.

Chemické změny: vzniká něco nového

Při chemické změně se vazby mezi atomy výchozích látek přeruší a atomy se spojí v nových kombinacích. Výsledkem je jedna nebo více nových látek s novými vlastnostmi. Samotné atomy se nezničí; jen se přeuspořádají.

Hoření dřeva, rezivění železa, vaření vejce, pečení koláče, kysnutí mléka a trávení potravy jsou chemické změny. Když železo rezaví, šedý kov a plynný kyslík se mění na šupinatou červenohnědou pevnou látku: 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃. Když na sporáku hoří zemní plyn, methan a kyslík se mění na oxid uhličitý a vodu: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O.

Znaky chemické změny

Přeskupování atomů vidět nelze, ale lze hledat nápovědy. Pět nejběžnějších znaků je změna barvy, která nevzniká pouhým smísením barev, vznik plynu (bublinky nebo šumění), vznik pevné látky při smíchání dvou kapalin (tzv. sraženina), změna teploty a vyzařování světla. Nápovědou může být i nový zápach.

Smíchání jedlé sody a octa ukazuje dva znaky najednou: šumí, protože vzniká plynný oxid uhličitý, a směs se mírně ochladí. Rovnice je NaHCO₃ + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O + CO₂. Hořící svíčka vyzařuje teplo a světlo a rozkrojené jablko hnědne, protože reaguje s kyslíkem ze vzduchu.

Nápovědy mohou klamat

Tyto znaky jsou jen indicie, ne důkaz. Vařící se voda vytváří bublinky, ale ty jsou jen vodní pára, takže var je fyzikální změna. Smícháním modré a žluté barvy vznikne zelená, ale barvy jsou jen promíchané, nepřeměnily se v novou látku. Rozžhavená žárovka vyzařuje světlo a teplo, a přesto se nijak nemění v nic nového.

Chceš-li se rozhodnout najisto, zeptej se, zda vznikla nová látka s jiným chemickým vzorcem. Užitečnou nápovědou je i to, jak snadno lze změnu vrátit zpět: rozpuštěný led znovu zmrzne, ale ohořelá sirka už sirkou nikdy nebude. Ne každou fyzikální změnu je ale snadné vrátit, protože rozbitý talíř zůstane rozbitý.

Srovnání vedle sebe

Porovnání dvojic rozdíl zřetelně ukazuje. Tání másla je fyzikální změna, ale připálení topinky je chemická. Var vody je fyzikální změna, ale rozklad vody elektrickým proudem na plynný vodík a kyslík je chemická: 2H₂O → 2H₂ + O₂. Roztrhání listu papíru je fyzikální změna, ale jeho zapálení je chemická.

Chemici také hovoří o fyzikálních a chemických vlastnostech. Fyzikální vlastnosti, například barvu, hustotu a teplotu tání, lze pozorovat bez změny látky. Chemické vlastnosti, například zda něco hoří nebo reaguje s kyselinou, se projeví jen tehdy, když proběhne chemická změna.