Физические и химические явления

 В предыдущих параграфах мы узнали, что такое физические и химические свойства веществ. В целом они и составляют особенности, или характеристики, каждого вещества. Процессы и изменения, которые отражают эти свойства, называются явлениями. Все изменения, происходящие в природе, называются явлениями. Например, способность воды кипеть при 100оС является свойством, а процесс кипения, то есть превращение воды из жидкого состояния в парообразное, - это явление. Также как свойства, явления разделяют на физические и химические. Закрепим стеклянную пластинку в держателе для пробирок. С помощью пипетки поместим 2-3 капли воды на стекло и слегка нагреем (рис. 1.25). Вода испарится. Пары воды, охлаждаясь, вновь превратятся в жидкую воду. В данном случае изменяется агрегатное состояние воды: жидкость переходит в пар и обратно, но вода как вещество не изменяется. Это физическое явление. Нагреем стеклянную трубку в пламени спиртовки (рис. 1.26). По мере нагревания стекло размягчится, и мы легко согнем трубку. В этом случае изменилась форма трубки, а стекло как вещество осталось неизменным. Это также физическое явление. Явление - процесс в природе или в обществе, внешнее проявление сущности или свойства некоторого объекта. Рис 1.26. а) нагревание стеклянной трубки; б) сгибание стеклянной трубки Явления, которые происходят без изменения состава вещества, называются физическими явлениями. 28 В держателе для пробирок закрепим медную пластинку красноватого цвета и нагреем ее в пламени спиртовки (рис. 1.27). Постепенно пластинка покрывается черным налетом. (Образовалось новое вещество.) Черный слой легко счищается ножом, а под ним обнаруживается красноватая медь. Опыт можно повторить несколько раз. Полученное вещество (которое и составляет черный слой) отличается от исходного вещества не только цветом, но и плотностью: оно рыхлое, хрупкое. В этом опыте вещество медь на поверхности пластинки превратилось в другое вещество, которое называется оксидом меди. Рис. 1.27. Почернение красноватой медной пластинки - химическое явление Явления, при которых происходит превращение одних веществ в другие, называются химическими явлениями. В опыте с медной пластинкой мы наблюдали химическое явление. В химии явления превращения одних веществ в другие называют химическими реакциями. Химические явления называются химическими реакциями. На рис. 1.28 показана взаимосвязь между свойствами веществ и явлениями. Физические свойства Химические свойства $ $ Физические явления Химические явления . Химические реакции Признаки химических реакций. На основе каких критериев можно утверждать, что произошла химическая реакция? В этом нам помогут признаки химических реакций. Вокруг нас постоянно происходит множество химических реакций, которые можно легко определить по внешним признакам. Например, красная майка выгорела на солнце - это значит, что краситель превратился в вещество другого цвета. Если у молока изменился вкус и выделяются пузырьки газа, это значит, что оно скисло. А Рис. 1.28. Взаимосвязь свойства - явления - химические реакции 29 Запахи появляются вследствие летучести химических веществ и их диффузии (распространения в воздухе). Известно, что свет распространяется со скоростью 300 000 км/сек, а звук - со скоростью 340 м/сек. Запах тоже может обладать скоростью распространения, в зависимости от определенных факторов. Как ты думаешь, какие это факторы? Запомните! ЦВЗ и ГТО Цвет Газ Вкус Тепло Запах Осадок Как объяснить причину того, что мы чувствуем запах? В носу находится около 400 обонятельных рецепторов. Они преобразуют сигналы, полученные при действии на них химических веществ, в нервные импульсы, которые затем истолковывает наш головной мозг. когда прокисает вино, у него появляется новый вкус, запах уксуса и даже меняется цвет. Ежедневно мы замечаем, что стенки чайника покрываются белым известковым налетом (накипью). Это означает, что в результате химической реакции разложения одного вещества, растворимого в воде, образовалось другое, не растворимое в воде, - известняк. Признаки химических реакций: 1. Изменение цвета 2. Изменение вкуса (В н им а н и е ! В л а б о р а т о р и и ничего нельзя п р о б о в а т ь на вкус!) 4. Появление или исчезновение запаха 5. Выделение газа 6. Выделение или поглощение тепла (света) 7. Образование или исчезновение осадка Изучение физических и химических явлений имеет большое значение для понимания окружающего мира. Например, человек изучил и научился извлекать пользу из круговорота воды в природе, который заключается в трех физических явлениях: испарении воды, превращении водяных паров в жидкость (конденсации) и выпадении их в виде осадков - дождя или снега. Другое физическое явление, литье под давлением, человек успешно использует в промышленности для получения различных изделий из пластмасс (пуговиц, расчесок, соломинок для сока и т. д.), из сплавов (детали оборудования, бытовых приборов и др.). На основе химических свойств веществ с помощью химических реакций человек получает чугун, сталь, алюминий, новые лекарства, прочные волокна и ткани, каучук, различные красители, минеральные удобрения, моющие средства, строительные материалы и т. д. В настоящее время многие химические реакции лежат в основе разработки методов защиты окружающей среды. ОЦЕНИВАНИЕ 1. Объясни понятия: а) физическое явление; б) химическое явление; в) химическая реакция. 2. Приведи примеры: а) физических явлений; б) химических явлений. Чем они отличаются? 30 3. Перечисли признаки химических реакций. 4. Раздели перечисленные ниже явления на физические и химические: а) скисание молока; б) горение свечи; в) таяние снега; г) поднимание ртутного столбика в термометре; д) испарение воды; е) растирание стекла в порошок; ж) замерзание воды; з) рубка дров; и) брожение виноградного сока. 5. Перечисли признаки химических реакций, которые происходят при: а) сжигании бумаги; б) гниении белка куриного яйца. 6. Определи, какие явления (физические или химические) происходят при постепенном нагревании сахара: а) сахар плавится; б) расплав кипит; в) расплав приобретает бурый цвет, а затем чернеет; г) черный налет исчезает, превратившись в углекислый газ и воду. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2 *• П О Д Г О Т О В К А К Р А Б О Т Е В Л А Б О Р А Т О Р И И Для того чтобы понимать и усваивать химию, необходимо не только изучать теоретический материал, но и проводить рекомендуемый химический эксперимент. К каждому практическому занятию ученик должен подготовиться дома: а) повторить соответствующ ие темы и параграфы учебника; б) внимательно изучить содержание работы; в) в специальной тетради для практических работ кратко записать содержание работы (приборы и реактивы, химическая посуда, ход работы, рисунок прибора), оставляя место для записи наблюдений и выводов. Они будут сформулированы во время практической работы. Для успеш ного выполнения опы тов по изучению физических и химических явлений важно знать и строго выполнять следующие предписания: • Правила работы с твердыми и жидкими веществами, используемыми в этой работе (см. стр . 6 и практическую ра б о ту № 1, с т р 19); • Правила использования химической посуды и растворов, с которыми мы будем работать; • Правила нагревания веществ (Практическая р а б о та № 1). Работа с веществами. Изучение физических и химических явлений Оборудование и реактивы: ш татив с 5 пронумерованными пробирками и одной пробиркой для ж идких остатков, лож ечка (ш патель), две пипетки, стеклянная пластинка, медная пластинка, держ атель для пробирок, 4 склянки с вещ ествами (поваренной солью, пищ евой содой, водой, уксусом). Ход работы: 1. О тб о р пробы твердого вещества. Среди выданных веществ выбери баночки с твердыми веществами: поваренной солью и пищевой содой. Открой склянку с поваренной солью (ты не забыл сначала прочитать этикетку?), набери прим ерно 1/3 ложечки (или на кончике шпателя) соли и насыпь эту пробу в пробирку № 1. Закрой склянку с поваренной солью. 31 Рис. 1.29. Нагревание жидких веществ Из второй склянки аналогичным образом возьми пробу пищевой соды и помести ее в пробирку № 2. 2. О тб о р пробы жидкого вещества. В наборе реактивов даны две баночки с жидкими веществами: одна с водой, вторая с уксусом. Открой баночку с водой, с пом ощ ью пипетки набери немного воды и налей 10 капель в пробирку № 3. Если воды в пипетке было недостаточно для 10 капель, повтори операцию еще раз. Закрой баночку с водой. Таким же образом из второй баночки другой пипеткой возьми пробу уксуса (5 капель) и помести ее в пробирку № 4. Если в пипетке осталась жидкость, вылей ее в пробирку для остатков. 3. Нагревание жидких веществ. Возьми из штатива пробирку № 3 с водой, закрепи ее в держателе для пробирок (см. рис. 1.29) и добавь в нее несколько крупинок песка для равном ерного кипения жидкости при нагревании. Зажги спиртовку и осторож но нагрей пробирку (соблюдая правила) до начала кипения воды. Прекрати нагревание и погаси спиртовку. 4. Выпаривание воды. Закрепи стеклянную пластинку в держателе для пробирок в горизонтальном положении, как показано на рис. 1.25. Зажги спиртовку. С пом ощ ью пипетки помести две-три капли воды на пластинку и осторож но нагрей ее над пламенем спиртовки (если стекло коснется пламени, оно может лопнуть). Через 1-2 минуты вода испарится и на пластинке останутся только следы веществ, растворенных в воде. Горячую пластинку положи на картонную или деревянную подставку. 5. Нагревание медной пластинки. Зафиксируй один край медной пластинки в держателе для пробирок, а другой край внеси в пламя спиртовки (рис. 1.27) и нагревай несколько минут (пока пластинка не раскалится). Постепенно поверхность пластинки покроется черным налетом. После охлаждения соскобли черный слой с пластинки на листок бумаги до появления меди (красного цвета). Полученный черный порош ок - оксид меди, новое вещество. 6. Взаимодействие пищевой соды с уксусом. Из пробирки № 4 набери пипеткой уксус и добавь его по каплям к пищевой соде в пробирке № 2. Наблюдается сильное вспенивание (образуются пузырьки газа). 7. Запиши все наблюдения и выводы в тетрадь. 8. Убери рабочее место. 9. Ответь на вопрос и выполни задания: а) С пом ощ ью каких инструментов берется проба: а) твердого вещества; б) жидкого вещества? б) Перечисли вещества, использованные в работе, укажи их агрегатное состояние, цвет, запах. в) Перечисли наблюдаемые в каждом опыте явления и раздели их на: а) физические; б) химические.