MODIFICĂRI FIZICE: TIPURI ȘI CARACTERISTICILE ACESTORA, EXEMPLE - CHIMIE - 2025

De schimbarile fizice sunt cele în care se observă o schimbare în domeniu , fără necesitatea de a modifica natura; adică fără a exista rupturi sau formarea de legături chimice. Prin urmare, presupunând o substanță A, aceasta trebuie să aibă aceleași proprietăți chimice înainte și după schimbarea fizică.

Fără schimbări fizice, varietățile de forme pe care le pot achiziționa anumite obiecte nu ar exista; lumea ar fi un loc static și standardizat. Pentru ca acestea să se producă, acțiunea energiei asupra materiei este necesară, fie în regim de căldură, radiație sau presiune; presiune care poate fi exercitată mecanic cu propriile noastre mâini.

Atelier de tamplarie. Sursa: Pixabay

De exemplu, într-un atelier de tâmplărie puteți observa schimbările fizice prin care este supus lemnul. Fierăstraiele, periile, garniturile și găurile, cuiele etc. sunt elemente esențiale pentru ca lemnul, dintr-un bloc și prin tehnici de tâmplărie, să poată fi transformat într-o operă de artă; ca o piesă de mobilier, o latărie sau o cutie sculptată.

Dacă lemnul este considerat substanță A, în esență nu suferă nicio transformare chimică după terminarea mobilierului (chiar dacă suprafața sa primește un tratament chimic). Dacă acest mobilier este pulverizat la o mână de rumeguș, moleculele din lemn vor rămâne neschimbate.

Practic, molecula de celuloză a copacului din care a fost tăiat lemnul nu își modifică structura pe parcursul acestui proces.

Dacă mobilierul ar fi aprins, atunci moleculele sale ar reacționa cu oxigenul din aer, descompunându-se în carbon și apă. În această situație ar exista o schimbare chimică, deoarece după ardere proprietățile reziduului ar fi diferite de cele ale mobilierului.

Tipuri de modificări chimice și caracteristicile acestora

Ireversibil

Lemnul din exemplul precedent poate suferi modificări fizice de dimensiune. Poate fi laminat, tăiat, tăiat etc., dar nu a crescut niciodată în volum. În acest sens, lemnul își poate crește aria, dar nu și volumul; care, dimpotrivă, este redus constant, deoarece este lucrat în atelier.

După ce este tăiat, nu poate fi readus la forma sa originală, deoarece lemnul nu este un material elastic; cu alte cuvinte, suferă modificări fizice ireversibile.

În acest tip de schimbare, materia, deși nu are nicio reacție, nu poate reveni la starea sa inițială.

Un alt exemplu mai colorat este jocul cu o plastilină galbenă și albăstruie. Când le frământăm și după ce le oferim forma unei mingi, culoarea lor devine verde. Chiar dacă ai avea o matriță pentru a le readuce la forma lor inițială, ai avea două bare verzi; albastru și galben nu mai puteau fi despărțiți.

În plus față de aceste două exemple, bule de suflare ar putea fi luate în considerare. Cu cât sunt suflate mai mult, volumul acestora crește; dar, odată liber, nu se poate extrage aer pentru a le reduce dimensiunea.

Reversibil

Deși nu se pune accent pe descrierea adecvată a acestora, toate schimbările în starea materiei sunt schimbări fizice reversibile. Acestea depind de presiune și temperatură, precum și de forțele care țin particulele împreună.

De exemplu, un cub de gheață dintr-un răcitor se poate topi dacă este lăsat să stea în afara congelatorului. După un timp, apa lichidă înlocuiește gheața din compartimentul mic. Dacă același răcor este returnat la congelator, apa lichidă va pierde temperatura până când va îngheța și va deveni din nou un cub de gheață.

Fenomenul este reversibil, deoarece are loc absorbția și eliberarea căldurii de către apă. Acest lucru este valabil indiferent în cazul în care apa lichidă sau gheața este depozitată.

Principala caracteristică și diferență între o schimbare fizică reversibilă și ireversibilă este că în prima substanță (apa) este considerată în sine; în timp ce în al doilea, aspectul fizic al materialului este considerat (lemn, și nu celuloze și alți polimeri). În ambele, însă, natura chimică rămâne constantă.

Uneori, diferența dintre aceste tipuri nu este clară și este convenabil, în astfel de cazuri, să nu clasificăm schimbările fizice și să le tratăm ca fiind una singură.

Exemple de modificări fizice

În bucătărie

În bucătărie au loc nenumărate schimbări fizice. A face o salată este saturată de ele. Roșiile și legumele se toacă în voie, modificându-și formele inițiale în mod ireversibil. Dacă la această salată se adaugă pâine, se taie în felii sau bucăți dintr-o pâine de țară și se întinde cu unt.

Ungerea pâinii și a untului este o schimbare fizică, deoarece aroma ei se schimbă, dar molecular rămâne neschimbată. Dacă pâinea este prăjită, va dobândi rezistență, aromă și culori mai intense. De această dată se spune că a avut loc o schimbare chimică, deoarece nu contează dacă acest pâine prăjită este rece sau nu: nu își va recăpăta niciodată proprietățile inițiale.

Alimentele care sunt omogenizate în blender reprezintă, de asemenea, exemple de modificări fizice.

Pe partea dulce, când ciocolata este topită, se observă că trece de la o stare solidă la una lichidă. Pregătirea siropurilor sau a dulciurilor care nu implică utilizarea căldurii, intră și în acest tip de schimbări de materie.

Castele gonflabile

Într-un loc de joacă la primele ore, unele pânze sunt observate pe podea, inerte. După câteva ore, acestea se impun ca un castel cu multe culori, unde copiii sar în interior.

Această modificare bruscă a volumului se datorează masei imense de aer suflat în interior. Odată ce parcul este închis, castelul este dezumflat și salvat; prin urmare, este o schimbare fizică reversibilă.

Artizanat din sticlă

Artizanat din sticlă. Sursa: Pixabay

Sticla la temperaturi ridicate se topește și poate fi deformată liber pentru a-i da orice design. În imaginea de mai sus, de exemplu, puteți vedea cum se modelează un cal de sticlă. Odată ce pasta de sticlă se va răci, se va întări și ornamentul va fi terminat.

Acest proces este reversibil, deoarece aplicând din nou temperatura, i se pot da forme noi. Multe ornamente de sticlă sunt create prin această tehnică, care este cunoscută sub numele de suflare de sticlă.

Tăierea diamantului și fațetarea mineralelor

Tăiați diamantul. Sursa: Roman Köhler, de la Wikimedia Commons La tăierea unui diamant suferă modificări fizice constante pentru a crește suprafața care reflectă lumina. Acest proces este ireversibil și oferă diamantului dur o valoare economică adăugată și exorbitantă.

De asemenea, în natură puteți vedea cum mineralele adoptă mai multe structuri cristaline; adică facetă de-a lungul anilor.

Aceasta constă într-un produs de schimbare fizică a unei rearanjări a ionilor care alcătuiesc cristale. Urcând un munte, de exemplu, se pot găsi mai multe pietre de cuarț fațetate decât altele.

Dizolvare

Când se dizolvă un solid solubil în apă, cum ar fi sarea sau zahărul, se obține o soluție cu un gust sărat sau, respectiv, dulce. Deși ambele solide „dispar” în apă, iar acesta din urmă suferă o modificare a gustului sau conductivității sale, nu are loc nicio reacție între solut și solvent.

Sare ( în mod obișnuit de clorură de sodiu), este format din Na ⁺ și Cl ^- ioni . În apă, acești ioni sunt solvați de molecule de apă; dar ionii nu suferă nici reducere, nici oxidare.

Același lucru este valabil și pentru moleculele de zaharoză și fructoză din zahăr, care nu rup niciuna dintre legăturile lor chimice atunci când interacționează cu apa.

Cristalizare

Aici termenul cristalizare se referă la formarea lentă a unui solid într-un mediu lichid. Revenind la exemplul de zahăr, atunci când soluția saturată este încălzită la fierbere, apoi este lăsată să se odihnească, moleculele de zaharoză și fructoză li se oferă suficient timp pentru a se aranja în mod corespunzător și a forma astfel cristale mai mari.

Acest proces este reversibil dacă se furnizează din nou căldură. De fapt, este o tehnică utilizată pe scară largă pentru purificarea substanțelor cristalizate de impuritățile prezente în mediu.

Lumini de neon

Lumini de neon. Sursa: Pexels

În luminile de neon, gazele (inclusiv dioxidul de carbon, neonul și alte gaze nobile) sunt încălzite cu ajutorul unei descărcări electrice. Moleculele de gaz devin excitați și suferă tranziții electronice care absorb și emit radiații pe măsură ce curentul electric trece prin gaz la presiune scăzută.

Deși gazele se ionizează, reacția este reversibilă și revine practic la starea inițială, fără formarea de produse. Lumina neon are culoare roșie exclusiv, dar în cultura populară acest gaz este incorect desemnat pentru toate luminile produse prin această metodă, indiferent de culoare sau intensitate.

Fosforescenţă

Ornament fosforescent. Sursa: Lưu Ly, de la Wikimedia Commons În acest moment poate apărea o dezbatere între dacă fosforescența este mai mult legată de o schimbare fizică sau chimică.

Aici, emisia de lumină este mai lentă după absorbția radiațiilor cu energie ridicată, cum ar fi ultravioleta. Culorile sunt produsul acestei emisii de lumină cauzată de tranzițiile electronice în moleculele care alcătuiesc ornamentul (imaginea de sus).

Pe de o parte, lumina interacționează chimic cu molecula, excitând electronii acesteia; iar pe de altă parte, odată ce lumina este emisă în întuneric, molecula nu prezintă nicio rupere a legăturilor sale, ceea ce este de așteptat de la toate interacțiunile fizice.

Se vorbește apoi despre o schimbare fizico-chimică reversibilă, deoarece dacă ornamentul este plasat în lumina soarelui, reabsorbește radiațiile ultraviolete, pe care le va elibera în întuneric încet și cu mai puțină energie.

Referințe

1. Helmenstine, Anne Marie, doctorat. (31 decembrie 2018). Exemple de modificări fizice. Recuperat de la: thinkco.com
2. Roberts, Calia. (11 mai 2018). 10 tipuri de schimbări fizice. Sciencing. Recuperat de la: știința.com
3. Wikipedia. (2017). Modificări fizice. Recuperat de la: en.wikipedia.org
4. Colegiul comunitar Clackamas. (2002). Distincția dintre modificările chimice și fizice. Recuperat din: dl.clackamas.edu
5. Whitten, Davis, Peck și Stanley. Chimie. (Ediția a VIII-a). CENGAGE Învățare.
6. De Surbhi S. (07 octombrie 2016). Diferența dintre schimbarea fizică și schimbarea chimică. Recuperat de la: keydifferences.com