Mots clés du résumé : Phénomènes physiques, phénomènes chimiques, réactions chimiques, signes de réactions chimiques, signification des phénomènes physiques et chimiques.
Phénomènes physiques- ce sont des phénomènes dans lesquels seul l'état d'agrégation des substances change généralement. Des exemples de phénomènes physiques sont la fonte du verre et l'évaporation ou la congélation de l'eau.
Phénomènes chimiques- ce sont des phénomènes à la suite desquels d'autres substances se forment à partir de substances données. Dans les phénomènes chimiques, les substances de départ sont transformées en d'autres substances ayant des propriétés différentes. Des exemples de phénomènes chimiques sont la combustion du carburant, la pourriture des matières organiques, la rouille du fer et l'aigreur du lait.
Les phénomènes chimiques sont aussi appelés réactions chimiques.
Conditions de survenue de réactions chimiques
Le fait qu'au cours de réactions chimiques certaines substances soient transformées en d'autres peut être jugé par signes extérieurs: dégagement de chaleur (parfois léger), changement de couleur, apparition d'odeur, formation de sédiments, dégagement de gaz.
Pour que de nombreuses réactions chimiques se déclenchent, il est nécessaire de les mettre en contact étroit avec des substances réactives . Pour ce faire, ils sont broyés et mélangés ; La zone de contact des substances réactives augmente. Le broyage le plus fin des substances se produit lorsqu'elles se dissolvent, c'est pourquoi de nombreuses réactions sont effectuées dans les solutions.
Le broyage et le mélange de substances ne sont qu'une des conditions nécessaires à l'apparition d'une réaction chimique. Par exemple. Lorsque la sciure entre en contact avec l’air à des températures normales, elle ne s’enflamme pas. Pour qu’une réaction chimique commence, il est souvent nécessaire de chauffer les substances à une certaine température.
Il faut distinguer les concepts "conditions d'occurrence" Et "conditions pour le déroulement des réactions chimiques" . Ainsi, par exemple, pour que la combustion commence, le chauffage n'est nécessaire qu'au début, puis la réaction se poursuit avec dégagement de chaleur et de lumière, et aucun chauffage supplémentaire n'est nécessaire. Et dans le cas de la décomposition de l'eau, un afflux d'énergie électrique est nécessaire non seulement pour démarrer la réaction, mais aussi pour son déroulement ultérieur.
Les conditions les plus importantes pour l’apparition de réactions chimiques sont :
- broyage et mélange minutieux des substances ;
- préchauffer les substances à une certaine température.
La signification des phénomènes physiques et chimiques
Les réactions chimiques sont d'une grande importance. Ils sont utilisés pour produire des métaux, des plastiques, des engrais minéraux, des médicaments, etc., et servent également de source de divers types d'énergie. Ainsi, lorsque le combustible brûle, de la chaleur est dégagée, qui est utilisée dans la vie quotidienne et dans l'industrie.
Tous les processus vitaux (respiration, digestion, photosynthèse, etc.) intervenant dans les organismes vivants sont également associés à diverses transformations chimiques. Par exemple, les transformations chimiques des substances contenues dans les aliments (protéines, graisses, glucides) se produisent avec la libération d'énergie, qui est utilisée par l'organisme pour soutenir les processus vitaux.
Ceux-ci incluent ceux qui peuvent être observés dans la vie quotidienne d'une personne moderne. Certains d’entre eux sont très simples et évidents ; tout le monde peut les observer dans sa cuisine, comme l’exemple de la préparation du thé.
En prenant comme exemple des feuilles de thé fortes (concentrées), vous pouvez réaliser vous-même une autre expérience : clarifier le thé avec une tranche de citron. En raison des acides contenus dans le jus de citron, le liquide va encore une fois changer de composition.
Quels autres phénomènes pouvez-vous observer dans la vie quotidienne ? Par exemple, le processus de combustion du carburant dans un moteur est un phénomène chimique.
Pour simplifier, la réaction de combustion du carburant dans un moteur peut être décrite comme suit : oxygène + carburant = eau + dioxyde de carbone.
En général, plusieurs réactions se produisent dans la chambre d'un moteur à combustion interne, impliquant du carburant (hydrocarbures), de l'air et une étincelle d'allumage. Plus précisément, pas seulement du carburant - un mélange carburant-air d'hydrocarbures, d'oxygène et d'azote. Avant l'allumage, le mélange est comprimé et chauffé.
La combustion du mélange se produit en une fraction de seconde, rompant finalement la liaison entre les atomes d’hydrogène et de carbone. Cela libère une grande quantité d’énergie qui entraîne le piston, qui déplace ensuite le vilebrequin.
Par la suite, les atomes d’hydrogène et de carbone se combinent avec les atomes d’oxygène pour former de l’eau et du dioxyde de carbone.
Idéalement, la réaction de combustion complète du carburant devrait ressembler à ceci : CnH2n+2 + (1,5n+0,5)O2 = nCO2 + (n+1)H2O. En réalité, les moteurs à combustion interne ne sont pas si efficaces. Supposons que s’il y a un léger manque d’oxygène au cours d’une réaction, du CO se forme à la suite de la réaction. Et avec un plus grand manque d'oxygène, de la suie se forme (C).
La formation de plaque sur les métaux suite à l'oxydation (rouille sur le fer, patine sur le cuivre, noircissement de l'argent) est également un phénomène chimique domestique.
Prenons le fer comme exemple. La rouille (oxydation) se produit sous l’influence de l’humidité (humidité de l’air, contact direct avec l’eau). Le résultat de ce processus est l'hydroxyde de fer Fe2O3 (plus précisément, Fe2O3 * H2O). Vous pouvez le voir comme un revêtement lâche, rugueux, orange ou rouge-brun sur la surface des produits métalliques.
Un autre exemple est un revêtement vert (patine) sur la surface des produits en cuivre et en bronze. Il se forme au fil du temps sous l'influence de l'oxygène et de l'humidité de l'air : 2Cu + O2 + H2O + CO2 = Cu2CO5H2 (ou CuCO3 * Cu(OH)2). Le carbonate de cuivre basique qui en résulte se trouve également dans la nature, sous la forme de malachite minérale.
Et un autre exemple de réaction d'oxydation lente d'un métal dans les conditions quotidiennes est la formation d'une couche sombre de sulfure d'argent Ag2S à la surface des produits en argent : bijoux, couverts, etc.
La « responsabilité » de son apparition incombe aux particules de soufre, présentes sous forme de sulfure d'hydrogène dans l'air que nous respirons. L'argent peut également noircir au contact de produits alimentaires contenant du soufre (œufs par exemple). La réaction ressemble à ceci : 4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O.
Revenons à la cuisine. Ici, vous pouvez considérer plusieurs phénomènes chimiques plus intéressants : la formation de tartre dans une bouilloire en fait partie.
Dans les conditions domestiques, il n'y a pas d'eau chimiquement pure ; les sels métalliques et autres substances y sont toujours dissous à des concentrations variables. Si l’eau est saturée de sels de calcium et de magnésium (bicarbonates), elle est dite dure. Plus la concentration en sel est élevée, plus l’eau est dure.
Lorsque cette eau est chauffée, ces sels subissent une décomposition en dioxyde de carbone et en sédiments insolubles (CaCO3 et MgCO3). Vous pouvez observer ces dépôts solides en regardant dans la bouilloire (et aussi en regardant les éléments chauffants des machines à laver, des lave-vaisselle et des fers à repasser).
En plus du calcium et du magnésium (qui forment du tartre carbonaté), le fer est également souvent présent dans l'eau. Lors de réactions chimiques d'hydrolyse et d'oxydation, des hydroxydes s'en forment.
À propos, lorsque vous êtes sur le point de vous débarrasser du tartre dans une bouilloire, vous pouvez observer un autre exemple de chimie divertissante dans la vie quotidienne : le vinaigre de table ordinaire et l'acide citrique font un bon travail pour éliminer les dépôts. Une bouilloire avec une solution de vinaigre/acide citrique et d'eau est bouillie, après quoi le tartre disparaît.
Et sans un autre phénomène chimique, il n’y aurait pas de délicieuses tartes et petits pains de maman : nous parlons d’éteindre le soda avec du vinaigre.
Lorsque maman éteint le bicarbonate de soude dans une cuillère avec du vinaigre, la réaction suivante se produit : NaHCO3 + CH3COOH = CH3COONa + H2O + CO2. Le dioxyde de carbone qui en résulte a tendance à quitter la pâte et modifie ainsi sa structure, la rendant poreuse et lâche.
À propos, vous pouvez dire à votre mère qu'il n'est pas du tout nécessaire d'éteindre le soda - elle réagira de toute façon lorsque la pâte entrera dans le four. La réaction sera cependant un peu pire que lors de l'extinction de la soude. Mais à une température de 60 degrés (ou mieux que 200), la soude se décompose en carbonate de sodium, en eau et en dioxyde de carbone. Certes, le goût des tartes et des petits pains prêts à l'emploi peut être pire.
La liste des phénomènes chimiques domestiques n'est pas moins impressionnante que la liste de ces phénomènes naturels. Grâce à eux, nous avons des routes (la fabrication de l'asphalte est un phénomène chimique), des maisons (la cuisson des briques), de beaux tissus pour l'habillement (la teinture). Si vous y réfléchissez, vous comprendrez clairement à quel point la science chimique est multiforme et intéressante. Et quel bénéfice peut-on tirer de la compréhension de ses lois.
Je vous garantis que vous avez remarqué plus d’une fois la façon dont la bague en argent de votre mère s’assombrit avec le temps. Ou comment un clou rouille. Ou comment les bûches de bois se transforment en cendres. Bon, d'accord, si votre mère n'aime pas l'argent et que vous n'avez jamais fait de randonnée, vous avez certainement vu comment un sachet de thé est infusé dans une tasse.
Quel est le point commun entre tous ces exemples ? Et le fait qu’ils concernent tous des phénomènes chimiques.
Un phénomène chimique se produit lorsque certaines substances se transforment en d’autres : de nouvelles substances ont une composition différente et de nouvelles propriétés. Si vous vous souvenez également de la physique, rappelez-vous que les phénomènes chimiques se produisent au niveau moléculaire et atomique, mais n'affectent pas la composition des noyaux atomiques.
Du point de vue de la chimie, il ne s'agit que d'une réaction chimique. Et pour chaque réaction chimique, il est certainement possible d'identifier des traits caractéristiques :
- Au cours de la réaction, un précipité peut se former ;
- la couleur de la substance peut changer ;
- la réaction peut entraîner un dégagement de gaz ;
- la chaleur peut être libérée ou absorbée ;
- la réaction peut également s'accompagner d'un dégagement de lumière.
De plus, une liste de conditions nécessaires pour qu'une réaction chimique se produise est déterminée depuis longtemps :
- contact: Pour réagir, les substances doivent se toucher.
- affûtage: pour que la réaction se déroule avec succès, les substances qui y pénètrent doivent être broyées le plus finement possible, idéalement dissoutes ;
- température: de nombreuses réactions dépendent directement de la température des substances (le plus souvent elles doivent être chauffées, mais certaines, au contraire, doivent être refroidies jusqu'à une certaine température).
En écrivant l'équation d'une réaction chimique en lettres et en chiffres, vous décrivez ainsi l'essence d'un phénomène chimique. Et la loi de conservation de la masse est l'une des règles les plus importantes lors de l'élaboration de telles descriptions.
Phénomènes chimiques dans la nature
Vous comprenez bien sûr que la chimie ne se produit pas uniquement dans des éprouvettes dans un laboratoire scolaire. Vous pourrez observer les phénomènes chimiques les plus impressionnants de la nature. Et leur importance est si grande qu’il n’y aurait pas de vie sur terre sans certains phénomènes chimiques naturels.
Alors, tout d'abord, parlons de photosynthèse. C’est le processus par lequel les plantes absorbent le dioxyde de carbone de l’atmosphère et produisent de l’oxygène lorsqu’elles sont exposées au soleil. Nous respirons cet oxygène.
En général, la photosynthèse se déroule en deux phases, et une seule nécessite un éclairage. Les scientifiques ont mené diverses expériences et ont découvert que la photosynthèse se produit même dans des conditions de faible luminosité. Mais à mesure que la quantité de lumière augmente, le processus s’accélère considérablement. Il a également été remarqué que si la lumière et la température de la plante augmentent simultanément, le taux de photosynthèse augmente encore plus. Cela se produit jusqu'à une certaine limite, après quoi une nouvelle augmentation de l'éclairage cesse d'accélérer la photosynthèse.
Le processus de photosynthèse implique des photons émis par le soleil et des molécules spéciales de pigments végétaux - la chlorophylle. Dans les cellules végétales, il est contenu dans les chloroplastes, qui rendent les feuilles vertes.
D'un point de vue chimique, lors de la photosynthèse, une chaîne de transformations se produit, dont le résultat est l'oxygène, l'eau et les glucides comme réserve d'énergie.
On pensait à l’origine que l’oxygène se formait à la suite de la dégradation du dioxyde de carbone. Cependant, Cornelius Van Niel a découvert plus tard que l'oxygène se forme à la suite de la photolyse de l'eau. Des études ultérieures ont confirmé cette hypothèse.
L'essence de la photosynthèse peut être décrite à l'aide de l'équation suivante : 6CO 2 + 12H 2 O + lumière = C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O.
Haleine, le nôtre, vous y compris, – c'est aussi un phénomène chimique. Nous inspirons l'oxygène produit par les plantes et expirons du dioxyde de carbone.
Mais le dioxyde de carbone n’est pas le seul à se former à la suite de la respiration. L'essentiel dans ce processus est qu'une grande quantité d'énergie est libérée par la respiration, et cette méthode pour l'obtenir est très efficace.
De plus, le résultat intermédiaire des différentes étapes de la respiration est un grand nombre de composés différents. Et ceux-ci, à leur tour, servent de base à la synthèse des acides aminés, des protéines, des vitamines, des graisses et des acides gras.
Le processus respiratoire est complexe et divisé en plusieurs étapes. Chacun d’eux utilise un grand nombre d’enzymes qui agissent comme catalyseurs. Le schéma des réactions chimiques respiratoires est presque le même chez les animaux, les plantes et même les bactéries.
D'un point de vue chimique, la respiration est le processus d'oxydation des glucides (éventuellement : protéines, graisses) à l'aide de l'oxygène ; la réaction produit de l'eau, du dioxyde de carbone et de l'énergie, que les cellules stockent dans l'ATP : C 6 H 12 O 6. + 6 O 2 = CO 2 + 6H 2 O + 2,87 * 10 6 J.
D'ailleurs, nous avons dit plus haut que les réactions chimiques peuvent s'accompagner de l'émission de lumière. Cela est également vrai dans le cas de la respiration et des réactions chimiques qui l’accompagnent. Certains micro-organismes peuvent briller (luminescence). Bien que cela réduise l'efficacité énergétique de la respiration.
La combustion se produit également avec la participation de l'oxygène. En conséquence, le bois (et d’autres combustibles solides) se transforme en cendres, et il s’agit d’une substance avec une composition et des propriétés complètement différentes. De plus, le processus de combustion libère une grande quantité de chaleur et de lumière, ainsi que des gaz.
Bien sûr, non seulement les substances solides brûlent, mais il était tout simplement plus pratique de les utiliser pour donner un exemple dans ce cas.
D'un point de vue chimique, la combustion est une réaction d'oxydation qui se produit à une vitesse très élevée. Et à une vitesse de réaction très, très élevée, une explosion peut se produire.
Schématiquement, la réaction peut s'écrire comme suit : substance + O 2 → oxydes + énergie.
Nous le considérons également comme un phénomène chimique naturel. pourrir.
Il s’agit essentiellement du même processus que la combustion, sauf qu’il se déroule beaucoup plus lentement. La pourriture est l'interaction de substances complexes contenant de l'azote avec l'oxygène avec la participation de micro-organismes. La présence d'humidité est l'un des facteurs contribuant à l'apparition de la pourriture.
À la suite de réactions chimiques, de l'ammoniac, des acides gras volatils, du dioxyde de carbone, des hydroxyacides, des alcools, des amines, du skatole, de l'indole, du sulfure d'hydrogène et des mercaptans sont formés à partir de protéines. Certains des composés azotés formés à la suite de la décomposition sont toxiques.
Si nous revenons à notre liste de signes d'une réaction chimique, nous en trouverons beaucoup dans ce cas. En particulier, il existe une matière première, un réactif et des produits de réaction. Parmi les signes caractéristiques, on note le dégagement de chaleur, de gaz (forte odeur), et le changement de couleur.
Pour le cycle des substances dans la nature, la décomposition est très importante : elle permet aux protéines des organismes morts d'être transformées en composés adaptés à l'assimilation par les plantes. Et le cercle recommence.
Je suis sûr que vous avez remarqué à quel point il est facile de respirer en été après un orage. Et l'air devient également particulièrement frais et acquiert une odeur caractéristique. Chaque fois après un orage d'été, vous pouvez observer un autre phénomène chimique courant dans la nature - formation d'ozone.
L'ozone (O3) sous sa forme pure est un gaz bleu. Dans la nature, la plus forte concentration d’ozone se trouve dans les couches supérieures de l’atmosphère. Là, il agit comme un bouclier pour notre planète. Ce qui la protège du rayonnement solaire de l’espace et empêche la Terre de se refroidir, puisqu’elle absorbe également son rayonnement infrarouge.
Dans la nature, l'ozone se forme principalement en raison de l'irradiation de l'air par les rayons ultraviolets du Soleil (3O 2 + lumière UV → 2O 3). Et aussi lors de décharges électriques de foudre lors d'un orage.
Lors d'un orage, sous l'influence de la foudre, certaines molécules d'oxygène se brisent en atomes, l'oxygène moléculaire et atomique se combine et O 3 se forme.
C'est pourquoi on se sent particulièrement frais après un orage, on respire plus facilement, l'air semble plus transparent. Le fait est que l’ozone est un agent oxydant beaucoup plus puissant que l’oxygène. Et en petites concentrations (comme après un orage), c'est sans danger. Et c’est même utile car il décompose les substances nocives présentes dans l’air. Le désinfecte essentiellement.
Cependant, à fortes doses, l’ozone est très dangereux pour les humains, les animaux et même les plantes ;
À propos, les propriétés désinfectantes de l'ozone obtenu en laboratoire sont largement utilisées pour ozoniser l'eau, protégeant les produits de la détérioration, en médecine et en cosmétologie.
Bien sûr, il ne s’agit pas d’une liste complète des phénomènes chimiques étonnants de la nature qui rendent la vie sur la planète si diversifiée et si belle. Vous pouvez en apprendre davantage à leur sujet si vous regardez attentivement autour de vous et gardez les oreilles ouvertes. Il existe de nombreux phénomènes étonnants qui n’attendent que que vous vous y intéressiez.
Phénomènes chimiques au quotidien
Ceux-ci incluent ceux qui peuvent être observés dans la vie quotidienne d'une personne moderne. Certaines d’entre elles sont très simples et évidentes, chacun peut les observer dans sa cuisine : par exemple en train de préparer le thé. Les feuilles de thé chauffées avec de l'eau bouillante changent de propriétés et, par conséquent, la composition de l'eau change : elle acquiert une couleur, un goût et des propriétés différents. Autrement dit, une nouvelle substance est obtenue.
Si vous ajoutez du sucre au même thé, la réaction chimique donnera une solution qui aura à nouveau un ensemble de nouvelles caractéristiques. Tout d’abord, un nouveau goût sucré.
En prenant comme exemple des feuilles de thé fortes (concentrées), vous pouvez réaliser vous-même une autre expérience : clarifier le thé avec une tranche de citron. En raison des acides contenus dans le jus de citron, le liquide va encore une fois changer de composition.
Quels autres phénomènes pouvez-vous observer dans la vie quotidienne ? Par exemple, les phénomènes chimiques incluent le processus combustion du carburant dans le moteur.
Pour simplifier, la réaction de combustion du carburant dans un moteur peut être décrite comme suit : oxygène + carburant = eau + dioxyde de carbone.
En général, plusieurs réactions se produisent dans la chambre d'un moteur à combustion interne, impliquant du carburant (hydrocarbures), de l'air et une étincelle d'allumage. Plus précisément, pas seulement du carburant - un mélange carburant-air d'hydrocarbures, d'oxygène et d'azote. Avant l'allumage, le mélange est comprimé et chauffé.
La combustion du mélange se produit en une fraction de seconde, rompant finalement la liaison entre les atomes d’hydrogène et de carbone. Cela libère une grande quantité d’énergie qui entraîne le piston, qui déplace ensuite le vilebrequin.
Par la suite, les atomes d’hydrogène et de carbone se combinent avec les atomes d’oxygène pour former de l’eau et du dioxyde de carbone.
Idéalement, la réaction de combustion complète du carburant devrait ressembler à ceci : C n H 2n+2 + (1,5n+0,5) Ô 2 = nCO 2 + (n+1) H 2 Ô. En réalité, les moteurs à combustion interne ne sont pas si efficaces. Supposons que s’il y a un léger manque d’oxygène au cours d’une réaction, du CO se forme à la suite de la réaction. Et avec un plus grand manque d'oxygène, de la suie se forme (C).
Formation de plaque sur les métauxà la suite de l'oxydation (rouille sur le fer, patine sur le cuivre, noircissement de l'argent) - également de la catégorie des phénomènes chimiques ménagers.
Prenons le fer comme exemple. La rouille (oxydation) se produit sous l’influence de l’humidité (humidité de l’air, contact direct avec l’eau). Le résultat de ce processus est l'hydroxyde de fer Fe 2 O 3 (plus précisément, Fe 2 O 3 * H 2 O). Vous pouvez le voir comme un revêtement lâche, rugueux, orange ou rouge-brun sur la surface des produits métalliques.
Un autre exemple est un revêtement vert (patine) sur la surface des produits en cuivre et en bronze. Il se forme au fil du temps sous l'influence de l'oxygène et de l'humidité de l'air : 2Cu + O 2 + H 2 O + CO 2 = Cu 2 CO 5 H 2 (ou CuCO 3 * Cu(OH) 2). Le carbonate de cuivre basique qui en résulte se trouve également dans la nature, sous la forme du minéral malachite.
Et un autre exemple de réaction d'oxydation lente d'un métal dans les conditions quotidiennes est la formation d'une couche sombre de sulfure d'argent Ag 2 S à la surface des produits en argent : bijoux, couverts, etc.
La « responsabilité » de son apparition incombe aux particules de soufre, présentes sous forme de sulfure d'hydrogène dans l'air que nous respirons. L'argent peut également noircir au contact de produits alimentaires contenant du soufre (œufs par exemple). La réaction ressemble à ceci : 4Ag + 2H 2 S + O 2 = 2Ag 2 S + 2H 2 O.
Revenons à la cuisine. Voici quelques phénomènes chimiques plus intéressants à considérer : formation de tartre dans la bouilloire l'un d'eux.
Dans les conditions domestiques, il n'y a pas d'eau chimiquement pure ; les sels métalliques et autres substances y sont toujours dissous à des concentrations variables. Si l’eau est saturée de sels de calcium et de magnésium (bicarbonates), elle est dite dure. Plus la concentration en sel est élevée, plus l’eau est dure.
Lorsqu'une telle eau est chauffée, ces sels subissent une décomposition en dioxyde de carbone et en sédiments insolubles (CaCO 3 etMgCO3). Vous pouvez observer ces dépôts solides en regardant dans la bouilloire (et aussi en regardant les éléments chauffants des machines à laver, des lave-vaisselle et des fers à repasser).
En plus du calcium et du magnésium (qui forment du tartre carbonaté), le fer est également souvent présent dans l'eau. Lors de réactions chimiques d'hydrolyse et d'oxydation, des hydroxydes s'en forment.
À propos, lorsque vous êtes sur le point de vous débarrasser du tartre dans une bouilloire, vous pouvez observer un autre exemple de chimie divertissante dans la vie quotidienne : le vinaigre de table ordinaire et l'acide citrique font un bon travail pour éliminer les dépôts. Une bouilloire avec une solution de vinaigre/acide citrique et d'eau est bouillie, après quoi le tartre disparaît.
Et sans un autre phénomène chimique, il n’y aurait pas de délicieuses tartes et petits pains maternels : nous parlons de éteindre le soda avec du vinaigre.
Lorsque maman éteint le bicarbonate de soude dans une cuillère avec du vinaigre, la réaction suivante se produit : NaHCO 3 + CH 3 COOH =CH 3 COONa + H 2 Ô + CO 2 . Le dioxyde de carbone qui en résulte a tendance à quitter la pâte et modifie ainsi sa structure, la rendant poreuse et lâche.
À propos, vous pouvez dire à votre mère qu'il n'est pas du tout nécessaire d'éteindre le soda - elle réagira de toute façon lorsque la pâte entrera dans le four. La réaction sera cependant un peu pire que lors de l'extinction de la soude. Mais à une température de 60 degrés (ou mieux que 200), la soude se décompose en carbonate de sodium, en eau et en dioxyde de carbone. Certes, le goût des tartes et des petits pains prêts à l'emploi peut être pire.
La liste des phénomènes chimiques domestiques n'est pas moins impressionnante que la liste de ces phénomènes naturels. Grâce à eux, nous avons des routes (la fabrication de l'asphalte est un phénomène chimique), des maisons (la cuisson des briques), de beaux tissus pour l'habillement (la teinture). Si vous y réfléchissez, vous comprendrez clairement à quel point la science chimique est multiforme et intéressante. Et quel bénéfice peut-on tirer de la compréhension de ses lois.
Parmi les très nombreux phénomènes inventés par la nature et l'homme, il en existe des particuliers difficiles à décrire et à expliquer. Ceux-ci inclus eau brûlante. Comment est-ce possible, demanderez-vous, puisque l’eau ne brûle pas, elle sert à éteindre le feu ? Comment peut-il brûler ? Voici le truc.
L'eau brûlante est un phénomène chimique, dans lequel les liaisons oxygène-hydrogène sont rompues dans l'eau mélangée à des sels sous l'influence des ondes radio. En conséquence, de l’oxygène et de l’hydrogène se forment. Et bien sûr, ce n’est pas l’eau elle-même qui brûle, mais l’hydrogène.
Dans le même temps, il atteint une température de combustion très élevée (plus de mille cinq cents degrés), et de l'eau se forme à nouveau pendant la réaction.
Ce phénomène intéresse depuis longtemps les scientifiques qui rêvent d’apprendre à utiliser l’eau comme carburant. Par exemple, pour les voitures. Pour l’instant, cela relève du domaine de la science-fiction, mais qui sait ce que les scientifiques pourront inventer très bientôt. L’un des principaux problèmes est que lorsque l’eau brûle, plus d’énergie est libérée que n’en dépense la réaction.
À propos, quelque chose de similaire peut être observé dans la nature. Selon une théorie, les grandes vagues uniques qui semblent surgir de nulle part seraient en réalité le résultat d’une explosion d’hydrogène. L'électrolyse de l'eau, qui y conduit, est réalisée grâce à l'impact de décharges électriques (foudre) à la surface de l'eau salée des mers et des océans.
Mais non seulement dans l'eau, mais aussi sur terre, vous pouvez observer des phénomènes chimiques étonnants. Si vous aviez la chance de visiter une grotte naturelle, vous pourriez probablement voir d'étranges et magnifiques « glaçons » naturels suspendus au plafond - stalactites. Comment et pourquoi ils apparaissent s’explique par un autre phénomène chimique intéressant.
Un chimiste, regardant une stalactite, ne voit bien sûr pas un glaçon, mais du carbonate de calcium CaCO 3. La base de sa formation est constituée d'eaux usées, de calcaire naturel et la stalactite elle-même est construite en raison de la précipitation du carbonate de calcium (croissance vers le bas) et de la force d'adhésion des atomes dans le réseau cristallin (croissance plus large).
À propos, des formations similaires peuvent s'élever du sol au plafond - elles sont appelées stalagmites. Et si les stalactites et les stalagmites se rencontrent et grandissent ensemble pour former des colonnes solides, elles reçoivent le nom de stalagnates.
Conclusion
De nombreux phénomènes chimiques étonnants, beaux, dangereux et effrayants se produisent chaque jour dans le monde. Les gens ont appris à bénéficier de beaucoup de choses : ils créent des matériaux de construction, préparent de la nourriture, font parcourir de grandes distances en transport, et bien plus encore.
Sans de nombreux phénomènes chimiques, l'existence de la vie sur terre ne serait pas possible : sans la couche d'ozone, les personnes, les animaux et les plantes ne survivraient pas à cause des rayons ultraviolets. Sans la photosynthèse végétale, les animaux et les humains n’auraient rien à respirer, et sans les réactions chimiques de la respiration, cette question ne serait pas du tout pertinente.
La fermentation vous permet de cuire des aliments, et le phénomène chimique similaire de pourriture décompose les protéines en composés plus simples et les renvoie dans le cycle des substances naturelles.
La formation d'un oxyde lors du chauffage du cuivre, accompagnée d'une lueur vive, la combustion du magnésium, la fonte du sucre, etc. sont également considérées comme des phénomènes chimiques. Et ils trouvent des utilisations utiles.
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Dans cet article, vous découvrirez les 10 choses les plus quotidiennes réactions chimiques dans la vie!
Réaction n°1 – Photosynthèse
Les plantes utilisent une réaction chimique photosynthèse pour convertir le dioxyde de carbone en eau, nourriture et oxygène. Photosynthèse- l'une des réactions chimiques les plus courantes et les plus importantes de la vie. Ce n’est que grâce à la photosynthèse que les plantes produisent de la nourriture pour elles-mêmes et pour les animaux ; elles convertissent le dioxyde de carbone en oxygène. 6 CO2 + 6 H2O + lumière → C6H12O6 + 6 O2
Réaction n°2 – Respiration cellulaire aérobie
Respiration cellulaire aérobie- Il s'agit du processus inverse de la photosynthèse dans le sens où l'énergie des molécules se combine avec l'oxygène que nous respirons pour libérer l'énergie nécessaire à nos cellules, ainsi que le dioxyde de carbone et l'eau. L'énergie utilisée par les cellules est une réaction chimique sous forme d'ATP.
L'équation générale de la respiration cellulaire aérobie est : C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O + énergie (36 ATP)
Réaction n°3 – Respiration anaérobie
Contrairement à la respiration cellulaire aérobie, respiration anaérobie décrit un ensemble de réactions chimiques qui permettent aux cellules d'obtenir de l'énergie à partir de molécules complexes sans oxygène. Vos cellules musculaires effectuent une respiration anaérobie lorsque vous manquez d’oxygène qu’elles fournissent, par exemple lors d’un exercice intense ou prolongé. La respiration anaérobie des levures et des bactéries est utilisée pour la fermentation, produisant de l'éthanol, du dioxyde de carbone et d'autres produits chimiques qui produisent du fromage, du vin, de la bière, du pain et de nombreux autres aliments.
L’équation chimique générale de la respiration anaérobie est la suivante : C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 + énergie
Réaction n°4 - Combustion
Chaque fois que vous allumez une allumette, brûlez une bougie, allumez un feu ou allumez un gril, vous constatez une réaction de combustion. Réaction de combustion combine des molécules d'énergie avec de l'oxygène pour former du dioxyde de carbone et de l'eau.
Par exemple, la réaction de combustion du propane trouvée dans les grils à gaz et certains foyers est : C 3 H 8 + 5O 2 → 4H 2 O + 3CO 2 + énergie
Réaction n°5 – Rouille
Au fil du temps, le fer devient rouge, une couche de couverture appelée rouiller. Ceci est un exemple de réaction d’oxydation. D’autres articles ménagers incluent la formation de vert-de-gris.
Équation chimique de la rouille du fer : Fe + O 2 + H 2 O → Fe 2 O 3. XH2O
Réaction n°6 – Mélange de produits chimiques
Si vous mélangez du vinaigre avec du bicarbonate de soude ou du lait avec de la levure chimique dans une recette, vous verrez un échange de réactions se produire. Les ingrédients se recombinent pour produire du dioxyde de carbone et de l'eau. Gaz carbonique crée des bulles et aide les produits de boulangerie à lever.
En pratique, cette réaction est assez simple, mais comporte souvent plusieurs étapes. Voici le général équation chimique pour la réaction de la soude avec le vinaigre : HC 2 H 3 O 2 (aq) + NaHCO 3 (aq) → NaC 2 H 3 O 2 (aq) + H 2 O() + CO 2 (g)
Réaction n°7 – Batterie
Réactions électrochimiques ou redox batteries utilisé pour convertir l’énergie chimique en énergie électrique. Des réactions redox spontanées se produisent dans les cellules galvaniques, tandis que des réactions non spontanées se produisent dans les électrolyseurs.
Réaction n°8 – Digestion
Des milliers de réactions chimiques se produisent au cours du processus digestion. Dès que vous mettez de la nourriture dans votre bouche, l'enzyme présente dans votre salive amylase, commence à décomposer le sucre et les autres hydrocarbures en formes plus simples afin que vous puissiez absorber vos aliments. Acide hydrochlorique dans l'estomac, il réagit avec les aliments pour les décomposer, tandis que les enzymes décomposent les protéines et les graisses afin qu'elles puissent passer dans le sang à travers les parois intestinales.
Réaction n°9 - Acide-base
Chaque fois que vous combinez un acide avec une base, vous effectuez réaction acido-basique. C'est la réaction de neutralisation d'un acide et d'une base pour former un sel et de l'eau.
Équation chimique pour réaction acido-basique, qui produit du chlorure de potassium : HCl + KOH → KCl + H2O
Réaction #10 – Savons et détergents
Les savons et les détergents sont obtenus par des réactions chimiques pures. Savonémulsionne la saleté, ce qui signifie que les taches d'huile sont liées au savon et peuvent donc être éliminées avec de l'eau. Détergents agissent comme des tensioactifs, abaissant la tension superficielle de l’eau afin qu’ils puissent interagir avec les huiles, les séquestrant et les évacuant.
Katasonov Nikita, Savostyanova Evgenia, Zadorina Elizaveta, Dmitriev Ilya, Ermakov Pavel
Le projet de recherche « Réactions chimiques dans la vie quotidienne » a été préparé par un groupe d'élèves de la 8e à la 9e année pour une conférence de recherche scolaire. Buts et objectifs:
1. Identification des réactions chimiques les plus utilisées dans la vie quotidienne.
2. Analyse de la littérature pour établir l'essence réactions.
3. Définir degré de sécurité (danger) des produits de réaction pour l'homme.
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Légendes des diapositives :
Les réactions chimiques dans notre vie quotidienne Participants au projet : 1. Evgenia Konstantinovna Savostyanova, 9e année 2. Elizaveta Vadimovna Zadorina, 8e année 3. Pavel Igorevich Ermakov, 9e année 4. Ilya Alekseevich Dmitriev, 9e année 5. Nikita Sergeevich Katasonov, responsable de la 9e année : Elena Aleksandrovna Lazareva, 2014 Établissement d'enseignement budgétaire municipal "École secondaire n°17"
Pertinence du thème choisi De nos jours, des millions de substances différentes sont connues. Beaucoup d'entre eux sont utilisés non seulement dans l'industrie et l'agriculture, mais aussi dans la vie quotidienne. Malheureusement, tout le monde n’a pas de connaissances chimiques de base sur les substances et leurs transformations. Nous pensons qu’il est nécessaire d’inculquer des connaissances en chimie dès l’école. Le thème « Les réactions chimiques dans notre vie quotidienne » sera donc pertinent.
Buts et objectifs : 1. Identification des réactions chimiques les plus utilisées dans la vie quotidienne. 2. Analyse de la littérature pour établir l'essence des réactions. 3. Déterminer le degré de sécurité (danger) des produits de réaction pour les humains.
Combustion du gaz naturel La Russie est leader en matière de réserves et de production de gaz naturel. C’est pourquoi, dans nos maisons, nous utilisons la réaction de combustion du gaz naturel pour produire de l’énergie thermique. Le gaz naturel est un mélange de gaz formé dans les entrailles de la Terre lors de la décomposition anaérobie des substances organiques. Composition chimique : éthane (C 2 H 6), propane (C 3 H 8) butane (C 4 H 10). Ainsi que d'autres substances non hydrocarbonées : hydrogène (H 2), sulfure d'hydrogène (H 2 S), dioxyde de carbone (CO 2), azote (N 2), hélium (He). La majeure partie du gaz naturel est du méthane (CH 4) - de 92 à 98 %. C'est un gaz incolore, léger, inflammable, inodore, presque insoluble dans l'eau. Le mélange de méthane dans l'air est explosif. La réaction de combustion du méthane est CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O + Q. Le méthane brûle avec une flamme bleuâtre ou presque incolore, libérant une grande quantité de chaleur (879 kJ/mol). Lors de l'utilisation d'équipements à gaz dans la maison, il est nécessaire de : vérifier la cheminée, aérer la pièce, surveiller l'état des gazoducs et ne pas laisser les équipements à gaz en fonctionnement sans surveillance.
Brûler une allumette Avec un large choix de briquets différents, les allumettes sont très populaires. Quels processus se produisent lorsqu’une allumette est allumée ? Ils l'ont frappé sur la boîte. Une flamme et une odeur âcre de « soufre » sont apparues. Le processus a commencé sous l’influence de frictions. Tout d'abord, le phosphore rouge, qui se trouvait sur la boîte d'allumettes 4P+5O 2 =2P 2 O 5, a pris feu. Le phosphore, qui donne une température élevée lors du frottement, a enflammé un mélange de soufre et de sel de bertholite dans la tête de l'allumette S+O 2 =. SO 2 (SO 2 est du dioxyde de soufre, source d'odeur âcre). La tête a mis le feu au bois C 6 H 10 O 5 +6 O 2 = 6 CO 2 +5 H 2 O Presque tous les produits de combustion sont nocifs pour l'organisme. Ce n'est que lorsqu'une allumette brûle qu'une quantité insignifiante est libérée, ce qui n'a pas d'effet significatif sur l'homme. Mais lorsqu'elle utilise des allumettes, une personne instruite en chimie doit se rappeler que « LES MATCHS NE SONT PAS ÉNORMES !
Hydrolyse du savon Dans la production et dans la vie quotidienne, le savon est un mélange technique de sels hydrosolubles d'acides gras supérieurs, souvent additionné d'autres substances ayant un effet détergent. Les mélanges sont généralement à base de sels de sodium (moins souvent de potassium et d'ammonium) d'acides gras saturés et insaturés avec un nombre d'atomes de carbone dans la molécule de 12 à 18 (stéarique, palmitique, myristique, laurique et oléique). Les savons contiennent également souvent des sels d'acides naphténique et résinique, et parfois d'autres composés qui ont des propriétés détergentes dans les solutions. Les savons sont formés d'une base forte et d'un acide faible, ils sont donc facilement hydrolysables : C 17 H 35 COONa + H 2 O = C 17 H 35 COOH + NaOH Le milieu lors de l'hydrolyse est alcalin, les savons sont donc assez agressifs envers la peau et leur utilisation fréquente entraîne un dégraissage. Il existe de très nombreuses variétés et marques de savons, et avant de choisir celui qui convient le mieux, vous devez déterminer votre type de peau. La peau grasse est souvent brillante en raison de la transpiration excessive et de la production de sébum, et elle présente généralement des pores dilatés. Déjà 2 heures après le lavage, la peau grasse laisse des taches sur une serviette appliquée sur le visage. Ce type de peau nécessite un savon ayant un léger effet desséchant. La peau sèche est fine et très sensible au vent et aux intempéries, et ses pores sont petits et fins ; il se fissure facilement car il n'est pas assez élastique. Cette peau doit bénéficier d'un confort maximal et d'un traitement doux ; il est préférable d'utiliser des types de savons coûteux. La peau normale est douce, lisse et présente des pores de taille moyenne.
Peroxyde d'hydrogène Le peroxyde d'hydrogène est le représentant le plus simple des peroxydes. Liquide incolore au goût « métallique », infiniment soluble dans l'eau, l'alcool et l'éther. L’ego est souvent utilisé dans la vie quotidienne comme agent de blanchiment et antiseptique. Lorsque le peroxyde d’hydrogène se décompose (lorsque nous traitons une plaie), de l’eau et de l’oxygène gazeux sont libérés. 2H 2 O 2 =O 2 +2H 2 O À petites doses, une petite quantité d'oxygène est libérée en conséquence. Dans un petit volume, l'oxygène pur n'est pas dangereux, mais dans un grand volume ? Et en grande quantité, l'oxygène pur est toxique et peut provoquer une forme pulmonaire d'intoxication à l'oxygène et un effet nocif sur le système nerveux central. La première exposition s'accompagne des symptômes suivants : irritation du tissu pulmonaire. Cela peut commencer par une légère irritation de la gorge suivie d’une toux. Dans les cas graves, il peut y avoir une sensation de brûlure prolongée dans la poitrine et une toux incontrôlable. La forme pulmonaire de la toxicité de l'oxygène peut également entraîner une diminution de la capacité pulmonaire et une diminution de la capacité à échanger des gaz, bien que ces complications soient extrêmement rares. Et les symptômes de la deuxième exposition (lésions toxiques du système nerveux central) comprennent : une déficience visuelle (vision tunnel, incapacité à se concentrer), une déficience auditive (bourdonnements d'oreilles, apparition de bruits parasites), des nausées, des contractions convulsives (notamment de les muscles du visage), une sensibilité accrue aux stimuli externes et des vertiges . Mais tout cela n'est possible qu'en utilisant de grands volumes de peroxyde d'hydrogène, et le peroxyde ordinaire à 3 % en est incapable.
Trempe du soda avec du vinaigre Le processus d'extinction du soda avec du vinaigre est utilisé lors du pétrissage de la pâte pour petits pains et crêpes. Le bicarbonate de soude, lorsqu'il est exposé à des températures élevées ou à un environnement acide, provoque une réaction accrue pour libérer du dioxyde de carbone, ce qui conduit à un caractère pelucheux et poreux. CH 3 COOH + NaHCO 3 = CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 La question « s'il faut ou non éteindre le soda avec du vinaigre lors de la cuisson » est aussi éternelle que la question : « qu'est-ce qui est venu en premier - la poule ou l'œuf ». Cependant, après avoir fouillé la littérature et visité de nombreux sites, y compris étrangers, je suis arrivé à la conclusion que cette question date au plus de 70 à 80 ans. Pause, de nombreuses recettes de la cuisine russe ancienne n'ont pas été trouvées une seule mentionnant le soda. Auparavant, les produits de boulangerie dans notre pays étaient principalement fabriqués avec de la levure, voire sans ajout d'accélérateurs de levée ou de levage. Ainsi, le bicarbonate de soude a été inventé par le chimiste français Leblanc à la fin du XVIIIe siècle. Cette invention est arrivée en Russie beaucoup plus tard, après l'obtention d'une nouvelle méthode de fabrication. Dès que les femmes au foyer russes disposaient d'un produit tel que le soda, elles ont commencé à l'utiliser en cuisine. Pourquoi a-t-on décidé d’éteindre le soda ? Oui, tout simplement parce que notre tradition de manger de tout « dans le feu de l’action » n’est dans ce cas que néfaste. Le soda à la chaux vive dans les pâtisseries chaudes a un goût « savonneux » très désagréable. Ce qui était « corrigé » en l'éteignant, à savoir en ajoutant de l'eau bouillante ou des produits laitiers fermentés au soda. Pour les crêpes, cette méthode donne quand même de très bons résultats. Cependant, pouvez-vous imaginer ce qui arrivera à la pâte brisée si vous y versez un verre d'eau bouillante ? La réponse est évidente. C'est pourquoi il a été inventé pour remplacer l'eau bouillante ou les produits laitiers fermentés par du vinaigre dilué à 9 % ou du jus de citron.
Conclusion Nous pouvons observer de nombreuses réactions chimiques non seulement dans les cours de chimie, mais aussi dans la vie de tous les jours. Non seulement ces réactions sont sûres (à condition que les règles de sécurité soient respectées), mais certaines d’entre elles ne sont pas utiles. Par exemple : en éteignant du soda avec du vinaigre, tout cuisinier expérimenté dirait que c'est une perte de temps. Mais sans réactions telles que l’hydrolyse et la combustion, nous n’avons tout simplement aucune idée de l’existence future. Lorsque ces réactions chimiques se produisent, des gaz sont libérés. Ils sont sans danger (dans certaines quantités). Lors de l'utilisation de produits chimiques dans la vie quotidienne, les règles de sécurité doivent être respectées.
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