שינוי כימי הוא שינוי בחומר שמשנה את המבנה הכימי שלו, כלומר משנה את תכונותיו, לא רק את צורתו. המשמעות היא ששינוי כימי, המכונה גם תגובה כימית או תופעה כימית, כרוך בשבירה ויצירת קשרים כימיים בחומר או תרכובת אחת ליצירת חומר או תרכובת חדשה. ישנם רבים שינויים כימיים בעולם.
מסיבה זו, אנו הולכים להקדיש מאמר זה לספר לכם מה הם השינויים הכימיים העיקריים שקיימים ודוגמה להם.
מהם שינויים כימיים?
כאשר שני חומרים או יותר (הנקראים מגיבים או מגיבים) עוברים תגובה כימית, משנים את המבנה הכימי שלהם בתהליך ומסוגלים לצרוך (תגובות אנדותרמיות) או שחרור (תגובות אקסותרמיות) אנרגיה, תוך יצירת שני חומרים או יותר (הנקראים מוצר). תגובות כימיות מסוימות מסוכנות לבני אדם מכיוון שהן עשויות לכלול או לייצר תרכובות רעילות או קורוזיביות. תגובות אחרות, כגון תגובות אקסותרמיות מסוימות, עלולות לגרום לפיצוצים.
בתעשייה הכימית, חומרים רבים שבהם אנו משתמשים בחיי היומיום שלנו מיוצרים באמצעות תגובות כימיות מבוקרות. חלק מהתגובות מתרחשות באופן ספונטני, אחרות חייבות להיות מיוצרות על ידי בני אדם במפעלים או במעבדות כימיות. תגובה כימית לוקחת פרק זמן מסוים להתרחש. תלוי באופי המגיבים ובתנאים שבהם מתרחשת התגובה.
לכן, גורמים המשפיעים על קצב התגובות הכימיות כוללים בדרך כלל:
- הטמפרטורה עולה. עלייה בטמפרטורה נוטה להגביר את קצב התגובה הכימית.
- לחץ מוגבר. הגדלת הלחץ בדרך כלל מגבירה את קצב התגובה הכימית. זה מתרחש בדרך כלל כאשר חומרים רגישים לשינויי לחץ, כגון גזים, מגיבים. במקרה של נוזלים ומוצקים, שינויי לחץ אינם גורמים לשינויים משמעותיים בקצב התגובה שלהם.
- מצב צבירה של ריאגנטים. מוצקים בדרך כלל מגיבים לאט יותר מנוזלים או גזים, אם כי המהירות תלויה גם בתגובתיות של כל חומר.
- שימוש בזרז. הם חומרים המשמשים להגברת מהירות התגובות הכימיות. חומרים אלו אינם מפריעים לתגובה, הם רק שולטים בקצב מתרחשת התגובה. ישנם גם חומרים הנקראים מעכבים, המשמשים באותו אופן אך משפיעים בצורה הפוכה ומאטים את התגובה.
- אנרגיית אור. כמה תגובות כימיות מואצות כאשר אור נופל עליהם.
- ריכוז ריאגנטים. רוב התגובות הכימיות מתרחשות מהר יותר אם ריכוזי המגיבים גבוהים.
דוגמאות לשינויים כימיים
כל תגובה כימית היא דוגמה מושלמת לשינוי כימי, גם אלה המתרחשים בתוך הגוף שלנו. חלק מהדוגמאות הן:
- נְשִׁימָה. זהו תהליך ביולוגי שעבר שינוי כימי בו נלקח חמצן מהאוויר ומשמש להגיב עם הגלוקוז שאנו מקבלים מהמזון, ומייצר רמות גבוהות של אנרגיה כימית (ATP) וכמויות גדולות של פסולת פחמן דו חמצני (CO2). מופרש.
- גשם חומצי. זה מתרחש בסביבות עם זיהום אוויר חמור. זה בדרך כלל תוצאה של שינוי כימי בין מים המאוחסנים בעננים לבין גזים אחרים המפוזרים באוויר, שתכולת תחמוצת הגופרית או תחמוצת החנקן שלהם יוצרת חומצה גופרתית או חומצה חנקתית הנופלת עם מי הגשמים ליצירת מלח. התגובה המתרחשת בתוך הסוללה היא בין החומצה למתכת. לדוגמה, סוללה המשתמשת בעופרת וחומצה גופרתית מייצרת עופרת(II) סולפט, מלח לבן. פירוק אוזון. מולקולות אוזון מתפרקות למולקולות חמצן בפעולה של אור כלשהו.
שינוי כימי ושינוי פיזיקלי
שינויים פיזיקליים בחומר אינם משנים את הרכבו, כלומר אינם משנים את המבנה הכימי של החומר, ולכן חומרים אינם יכולים להתפרק או להיווצר על ידי שינויים פיזיקליים. שינוי פיזי פשוט משנה את התכונות הפיזיקליות של החומר, כגון צורה, צפיפות ומצב צבירה (מוצק, נוזל, גז). שינויים פיזיים, לעומת זאת, הם בדרך כלל הפיכים כי הם משנים את צורתו או מצב החומר, אך לא את הרכבו.
לדוגמה, כאשר מים רותחים, אנו יכולים להפוך נוזל לגז, אך האדים המתקבלים עדיין מורכבים ממולקולות מים. לעומת זאת, אם נקפיא מים, הם הופכים למוצקים, אבל הם עדיין אותו חומר מבחינה כימית.
דוגמא נוספת היא הגז הנוזלי שאנו משתמשים במציתי הסיגריות שלנו, בדרך כלל בוטאן (C4H10) או פרופאן (C3H8) שהופך נוזלי כאשר מופעל לחץ גבוה, אך אינו משנה את הרכבו הכימי.
שינוי כימי משנה את הסידור והקשר של האטומים בחומר כך שהם מתאחדים בצורה שונה, וכתוצאה מכך חומר שונה מהמקור. כאשר מתרחש שינוי כימי, אתה תמיד מגיע עם אותה כמות של חומר שהתחלת איתו, גם אם זה ביחס שונה, כי חומר לא יכול להיווצר או להרוס, רק להפוך.
לדוגמה, אם נגיב מים (H2O) ואשלגן (K), נקבל שני חומרים חדשים: אשלגן הידרוקסיד (KOH) וגז מימן (H2). זוהי תגובה שבדרך כלל משחררת הרבה אנרגיה ולכן היא מסוכנת מאוד.
דוגמאות לשינויים כימיים בחומר
אפיית עוגיות או עוגות
דברים נפוצים כמו עוגיות, עוגות, קאפקייקס וכו'. להסתיר תגובה כימית הנקראת תסיסה, שבה הבצק תופח בגלל הגזים שמייצרים השמרים. בהכנת לחם, שמרים הופכים עמילן לגלוקוז.
אִכּוּל
עיכול המזון הוא דוגמה ברורה לשינוי הכימי של החומר באמצעות הידרוליזה (פירוק החומר האורגני על ידי פעולת המים). האוכל שאנו אוכלים בצורה של פירות, ירקות, בשרים וכו', הם עוברים תהליך של ערבוב עם מיצי קיבה כדי לספוג טוב יותר חומרים מזינים ולהמיר אותם לחומרים שונים בהתאם לצרכי האורגניזם.
באותו תהליך, היסודות או הרעלים העודפים מסולקים מהאורגניזם בצורה שונה מזו המקורית; בצורה של צואה, שתן, זיעה וכו'.
פולק
תסיסה היא תהליך קטבולי שבו מולקולות הגלוקוז מתפרקות עקב מחסור בחמצן. חלק מהמשקאות האלכוהוליים המתקבלים בתהליך התסיסה הם סיידר, בירה ויין רך, כשהאחרון הוא אחד המשקאות הפחות מוכרים בעולם. פולק מתקבל מצמח האגבה בתהליך אומנותיl, שבו התבגרות החומר היא המפתח לקבלת התוצר הסופי, שהוא לבן, חמצמץ וצמיג, בעל טעם מאוד ספציפי שאינו מתאים לאף חיך.
התסיסה מתרחשת גם במהלך הכנת לחם, יוגורט וגבינה, בין היתר.
Caramelo
קרמל הוא דוגמה בסיסית לשינוי כימי בחומר, שכן סוכר לבן מוצק, מחומם לכמה דקות, הופך לגוון בצבע ענבר עם ארומה נעימה. במילים אחרות, נוצר מוצר שונה לחלוטין מהמקור.
אני מקווה שבעזרת המידע הזה תוכלו ללמוד עוד על שינויים כימיים והדוגמאות שלהם.