Страница 17 - гдз по химии 8 класс учебник Журин

МОИ ХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Домашний эксперимент.

«ПОМОЩНИК»

Возьмите два стакана и наполните их до половины кипячёной водой комнатной температуры.

В первый стакан поместите чайную ложку сахарного песка, во второй — таблетку растворимого аспирина.

Опишите наблюдения.

В каком из двух стаканов протекала химическая реакция?

Опишите наблюдения.

В первом стакане, куда добавили сахарный песок, мы наблюдаем физический процесс растворения. Кристаллы сахара постепенно исчезают, смешиваясь с водой. Если перемешать, процесс ускорится. В результате образуется прозрачный однородный раствор. Признаков химической реакции (выделение газа, изменение цвета, выпадение осадка, выделение или поглощение тепла) не наблюдается.

Во втором стакане, куда поместили таблетку растворимого аспирина, наблюдается бурная реакция. Таблетка начинает шипеть, и от нее активно выделяются пузырьки газа (углекислого газа). Это явление называется эффервесценцией. Таблетка постепенно распадается и растворяется в воде. Выделение газа является явным признаком протекания химической реакции.

Ответ: В первом стакане сахар растворяется, образуя однородный раствор. Во втором стакане таблетка аспирина шипит и растворяется с выделением пузырьков газа.

В каком из двух стаканов протекала химическая реакция?

Химическая реакция — это процесс, в результате которого из одних веществ образуются другие, новые вещества.

В первом стакане происходило растворение сахара (сахарозы, $C_{12}H_{22}O_{11}$) в воде ($H_2O$). Это физический процесс. Молекулы сахарозы просто распределяются между молекулами воды, но химический состав веществ не меняется. Новых веществ не образуется.

Во втором стакане происходила химическая реакция. Шипучие таблетки аспирина содержат не только ацетилсалициловую кислоту (действующее вещество), но и вспомогательные вещества, обычно гидрокарбонат натрия ($NaHCO_3$) и какую-либо кислоту (например, лимонную, $C_6H_8O_7$). При попадании в воду кислота реагирует с гидрокарбонатом натрия с образованием соли (цитрата натрия), воды и нового газообразного вещества — углекислого газа ($CO_2$), пузырьки которого мы и наблюдаем. Уравнение реакции в общем виде: $3NaHCO_3 + C_6H_8O_7 \rightarrow Na_3C_6H_5O_7 + 3H_2O + 3CO_2 \uparrow$ Выделение газа ($CO_2$) является неопровержимым доказательством химической реакции.

Ответ: Химическая реакция протекала во втором стакане, с таблеткой растворимого аспирина.

Чем химические реакции отличаются от физических явлений?

Чем химические реакции отличаются от физических явлений?

Основное и фундаментальное различие между химическими реакциями и физическими явлениями заключается в том, что в результате химических реакций происходит превращение одних веществ в другие, новые, с иным составом и свойствами. В то время как при физических явлениях состав вещества не изменяется, а меняется лишь его физическое состояние (агрегатное состояние), форма, размер или другие физические характеристики.

Рассмотрим ключевые отличия подробнее:

1. Изменение состава и структуры вещества.
В ходе химической реакции происходит разрыв старых химических связей в молекулах исходных веществ (реагентов) и образование новых связей, что приводит к появлению новых молекул, то есть новых веществ (продуктов). Например, при горении метана ($CH_4$) в кислороде ($O_2$) образуются углекислый газ ($CO_2$) и вода ($H_2O$). Это совершенно новые вещества с другими химическими и физическими свойствами.
При физическом явлении химический состав вещества остается неизменным. Например, при переходе воды из жидкого состояния в газообразное (пар) изменяется лишь расстояние между молекулами $H_2O$ и их энергия, но сами молекулы остаются прежними.

2. Обратимость процесса.
Физические явления, как правило, легко обратимы. Например, лед можно растопить, получив воду, а затем заморозить воду, снова получив лед. Растворенную в воде соль можно вернуть, выпарив воду.
Химические реакции часто необратимы или их обращение требует сложных условий. Например, невозможно простым способом превратить продукты горения (золу, углекислый газ) обратно в древесину.

3. Сопровождающие признаки.
Протекание химических реакций часто сопровождается явными признаками, указывающими на образование новых веществ: • выделение или поглощение тепла и/или света; • изменение цвета; • появление запаха; • выпадение осадка (образование нерастворимого вещества); • выделение газа.
Физические явления — это, например, плавление, кипение, конденсация, кристаллизация, деформация, измельчение.

Примеры для сравнения:
• Физическое явление: растворение сахара в воде. Молекулы сахара просто распределяются между молекулами воды, сам сахар не изменяется.
• Химическая реакция: горение сахара. При нагревании сахар обугливается, превращаясь в уголь (углерод) и воду, — это уже совершенно другие вещества.

Ответ: Химические реакции отличаются от физических явлений тем, что в результате химических реакций из одних веществ образуются другие, новые вещества с иным химическим составом и свойствами, так как происходит перегруппировка атомов с разрывом старых и образованием новых химических связей. При физических явлениях химический состав вещества не изменяется, а меняются лишь его физические характеристики, такие как агрегатное состояние, форма или размер.

Что называют признаками химических реакций?

Признаками химических реакций называют внешние, наблюдаемые изменения, которые сопровождают превращение одних веществ (реагентов) в другие (продукты). Эти изменения служат доказательством того, что произошла именно химическая реакция, а не физическое явление (например, плавление или испарение), так как в результате образуются новые вещества с новыми свойствами.

К наиболее распространенным признакам химических реакций относятся:

• Изменение цвета. Окраска продуктов реакции отличается от окраски исходных веществ. Например, при действии раствора йода (коричневого цвета) на крахмал (белого цвета) появляется характерное сине-фиолетовое окрашивание.
• Выделение газа. Образование газообразного продукта можно наблюдать в виде пузырьков, поднимающихся из раствора, или по шипению. Например, реакция пищевой соды с уксусом сопровождается бурным выделением углекислого газа.
• Образование (выпадение) осадка. Если в результате реакции образуется нерастворимое в данной жидкости вещество, оно выпадает в виде осадка (твердой фазы). Например, при смешивании растворов нитрата серебра и хлорида натрия образуется белый творожистый осадок хлорида серебра.
• Выделение или поглощение теплоты. Реакции, протекающие с выделением тепла (экзотермические), приводят к нагреванию реакционной смеси. Пример — горение любого топлива. Реакции, идущие с поглощением тепла (эндотермические), вызывают охлаждение. Пример — растворение нитрата аммония в воде.
• Появление запаха. Если один из продуктов реакции — летучее вещество с характерным запахом, его появление будет свидетельствовать о протекании реакции. Например, запах тухлых яиц указывает на образование сероводорода.
• Появление света. Некоторые химические реакции сопровождаются испусканием света без значительного выделения тепла. Это явление называется хемолюминесценцией. Пример — свечение светлячков.

Часто одна химическая реакция может сопровождаться сразу несколькими признаками.

Ответ: Признаками химических реакций являются внешние эффекты, по которым можно судить о превращении одних веществ в другие: изменение цвета, выделение газа, выпадение осадка, выделение или поглощение тепла, а также появление запаха или света.

По каким признакам можно отличить химическую реакцию от физического явления?

Решение

Основное отличие химической реакции от физического явления заключается в том, что в ходе химической реакции одни вещества (реагенты) превращаются в другие, новые вещества (продукты) с иными химическими и физическими свойствами. Это происходит за счет разрыва старых и образования новых химических связей между атомами. При физическом явлении состав вещества остается неизменным, меняется лишь его агрегатное состояние (например, плавление льда), форма или размер (например, измельчение сахара).

Существует несколько характерных внешних признаков, которые свидетельствуют о протекании химической реакции:

• Изменение цвета. Исходные вещества могут быть одного цвета, а продукты реакции — другого. Например, ржавление железа: серое железо ($Fe$) на воздухе в присутствии влаги превращается в бурый оксид железа (III) ($Fe_2O_3$).

• Выделение газа. Образование газообразного продукта можно наблюдать по появлению пузырьков. Классический пример — взаимодействие пищевой соды (гидрокарбоната натрия) с уксусной кислотой, при котором выделяется углекислый газ ($CO_2$):
  $NaHCO_3 + CH_3COOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O + CO_2\uparrow$

• Образование осадка. При смешивании двух прозрачных растворов может образовываться твердое нерастворимое вещество, которое выпадает в осадок. Например, при сливании растворов нитрата серебра ($AgNO_3$) и хлорида натрия ($NaCl$) образуется белый творожистый осадок хлорида серебра ($AgCl$):
  $AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3$

• Выделение или поглощение теплоты. Химические реакции могут сопровождаться тепловыми эффектами. Реакции с выделением теплоты (экзотермические) приводят к нагреванию системы (например, горение). Реакции с поглощением теплоты (эндотермические) приводят к охлаждению (например, растворение нитрата аммония в воде).

• Появление света. Некоторые реакции, называемые хемолюминесцентными, сопровождаются испусканием света без значительного выделения тепла. Примером служит свечение фосфора на воздухе или свечение в "светящихся палочках".

• Появление запаха. Если у продуктов реакции появляется запах, которого не было у реагентов, это также является признаком химического превращения. Например, при протухании белка появляется неприятный запах сероводорода ($H_2S$).

Следует помнить, что для однозначного вывода о протекании химической реакции желательно наблюдать совокупность признаков, так как некоторые физические процессы могут иметь схожие проявления (например, кипение — это выделение пузырьков пара, а не нового вещества).

Ответ: Химическую реакцию от физического явления можно отличить по одному или нескольким из следующих признаков: изменение цвета, выделение газа, образование (выпадение) осадка, выделение или поглощение тепла, появление света, а также появление запаха. Наличие этих признаков говорит о том, что произошли изменения в составе веществ и образовались новые вещества, что и является ключевым отличием химической реакции.