Раздел 4 · Химия элементов Урок 20 из 20 · 1 мин чтения

Чем химическое явление отличается от физического?

При физическом явлении меняются размер, форма или агрегатное состояние вещества, но после этого оно остаётся тем же самым веществом, как при таянии льда в воду. Химическое явление, или химическая реакция, превращает вещества в новые, с другими свойствами, как при превращении железа в ржавчину. Главный вопрос всегда один: образовалось ли новое вещество?

Физические явления: то же вещество, новый облик

При физическом явлении внешний вид вещества меняется, а его частицы остаются прежними. Резка бумаги, сминание банки, растягивание резинки и разбивание стекла — всё это физические явления. Кусочки становятся меньше или меняют форму, но по-прежнему остаются бумагой, металлом, резиной и стеклом.

Изменения агрегатного состояния — тоже физические явления. Когда лёд тает, он становится жидкой водой, а когда вода кипит, она превращается в пар, но каждая молекула по-прежнему H₂O; молекулы просто движутся быстрее и расходятся дальше друг от друга. Сухой лёд, то есть твёрдый углекислый газ, при −78,5 °C сразу превращается в газ. Это называется сублимацией, и этот газ по-прежнему CO₂.

Растворение сахара или соли в воде обычно считают физическим явлением, потому что твёрдое вещество можно получить обратно, дав воде испариться.

Химические явления: образуется что-то новое

При химическом явлении связи между атомами в исходных веществах разрываются, и атомы соединяются в новых сочетаниях. В результате получаются одно или несколько новых веществ с новыми свойствами. Сами атомы не уничтожаются, они лишь перегруппировываются.

Горение дерева, ржавление железа, варка яйца, выпечка пирога, скисание молока и переваривание пищи — всё это химические явления. Когда железо ржавеет, серый металл и газообразный кислород превращаются в рыхлое красновато-коричневое твёрдое вещество: 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃. Когда на плите горит природный газ, метан и кислород превращаются в углекислый газ и воду: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O.

Признаки химического явления

Увидеть, как перегруппировываются атомы, нельзя, но можно искать подсказки. Пять самых распространённых признаков: изменение цвета, не связанное с простым смешиванием красок, выделение газа (пузырьки или шипение), образование твёрдого вещества при смешивании двух жидкостей (его называют осадком), изменение температуры и выделение света. Подсказкой может быть и появление нового запаха.

При смешивании пищевой соды с уксусом видны сразу два признака: смесь шипит, потому что образуется углекислый газ, и слегка охлаждается. Уравнение реакции: NaHCO₃ + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O + CO₂. Горящая свеча выделяет тепло и свет, а разрезанное яблоко темнеет, реагируя с кислородом воздуха.

Подсказки могут вводить в заблуждение

Признаки — это намёки, а не доказательство. Кипящая вода образует пузырьки, но это всего лишь водяной пар, поэтому кипение — физическое явление. Смешав синюю и жёлтую краски, получаем зелёную, но краски лишь смешаны и не превратились в новое вещество. Светящаяся лампочка выделяет свет и тепло, но сама лампочка ни во что новое не превращается.

Чтобы определить наверняка, спросите себя, образовалось ли новое вещество с другой химической формулой. Полезной подсказкой служит и то, легко ли явление обратить: растаявший лёд снова замерзает, а сгоревшая спичка уже не станет спичкой. Впрочем, не каждое физическое явление легко обратить: разбитая тарелка так и остаётся разбитой.

Сравнение рядом

Сравнение пар делает разницу очевидной. Плавление масла — физическое явление, а горение тоста — химическое. Кипение воды — физическое явление, а пропускание электрического тока через воду, чтобы разложить её на газы водород и кислород, — химическое: 2H₂O → 2H₂ + O₂. Разрывание листа бумаги — физическое явление, а поджигание — химическое.

Химики говорят также о физических и химических свойствах. Физические свойства, такие как цвет, плотность и температура плавления, можно наблюдать, не изменяя вещество. Химические свойства, например способность гореть или реагировать с кислотой, проявляются только при химическом явлении.

Главное

  • Физическое явление меняет размер, форму или состояние, но вещество остаётся тем же, как при таянии льда.
  • Химическое явление перегруппировывает атомы в новые вещества с новыми свойствами, как при ржавлении железа.
  • Признаки химического явления: изменение цвета, пузырьки газа, осадок, изменение температуры и свет.
  • Признаки — это подсказки, а не доказательство: кипящая вода пузырится, но остаётся H₂O.
  • Решающая проверка: образовалось ли новое вещество с другой химической формулой.

Проверьте себя

Три быстрых вопроса по этому уроку.

1. Что из этого является химическим явлением?

Показать ответРжавление железа — При ржавлении железо и кислород превращаются в новое вещество — оксид железа(III).

2. Кипящая вода образует пузырьки. Почему кипение всё же физическое явление?

Показать ответПузырьки — это водяной пар, который по-прежнему H₂O — Пузырьки — то же вещество в другом состоянии, поэтому новое вещество не образовалось.

3. Пищевая сода с уксусом при смешивании шипят. О чём говорит шипение?

Показать ответОбразуется новый газ — углекислый газ — Выделение газа из смеси — признак химического явления, и здесь этот газ — углекислый газ.

Содержание курса