Хімічні реакції: чому алхіміки неправі
Деякі з давніх учених вважали, що світ складається з однієї субстанції в різній формі. Загальна концепція матерії існує і зараз, але все ж древні були неправі. З цього омани вони виходили, коли намагалися змусити свинець перетворитися на золото. Однак від фізичних процесів алхіміки перейшли до хімічних, створюючи нову науку. Тепер кожен добре встигає школяр знає ознаки відмінності цих двох процесів. Що ж таке хімічні реакції?
Приклади їх можна побачити навіть у побутових ситуаціях. Багато дітей спостерігають, як мама гасить оцтом соду, і так отримують найперші враження про хімічні реакції. Але в деяких ситуаціях можна звернути увагу дитини і на інші прояви. Наприклад, іржавіння заліза і потемніння срібла. Це ж теж хімічні реакції.
Повернемося до відмінності процесів, згаданих на початку статті. Так от, при фізичному процесі не змінюються молекули речовини. Тіло можна змусити змінити форму, можна роздрібнити речовина на частинки, можна змінити його агрегатний стан. Але склад частинок залишиться незмінним. Можна роздрібнити алюмінієву ложку на частини або за допомогою колосальних температур і тиску змусити її випаруватися - але тіло залишиться алюмінієвим.
При хімічної реакції перебудовуються зв'язку, хоча склад речовини може залишитися тим же. Наприклад, якщо з графіту отримати алмаз, це потрібно рахувати не фізичним процесом, а хімічним, так як зв'язку при цьому перебудовуються. Хоча, як правило, склад речовин змінюється, приклад з алмазом - виняток.
Зазвичай хімічні реакції пов'язані з виділенням або поглинанням енергії. Остання виявляє себе як теплота. Є й термонейтральной реакції, при яких тепловий ефект нульовий. Але їх зовсім небагато, більшість яких вимагають «вливань» енергії, або йдуть самі і супроводжуються зміною температури. Процес горіння додатково супроводжується ще й виділенням світла.
Але далеко не завжди зміна глибинного складу речовини можна назвати хімічним процесом. Є ще й ядерні реакції. Вони зачіпають матерію на рівні атома. При цьому останні перетворюються в атоми іншого різновиду - іншого хімічного елемента. І це дуже складний процес, при якому виділяється колосальна кількість енергії. Досить згадати ядерні вибухи, щоб зрозуміти, про що йдеться.
Щоб зафіксувати відбуваються процеси, люди стали використовувати спеціальний інструмент: рівняння хімічної реакції. Зліва записуються речовини, які носять ім'я реагентів, справа - продуктів. Далеко не всі любили в школі розставляти коефіцієнти в рівняннях. Треба сказати, що ці коефіцієнти просто відображають реальні процеси, а не створюються «з голови» людиною. Адже атоми не виникають нізвідки. Сучасним школярам пощастило, вони можуть дізнатися формули речовин, а ось древнім доводилося спиратися тільки на кількості продукту і реагенту, що не завжди очевидно.
Як відрізнити фізичний і хімічний процеси? Найчастіше по виділенню теплоти, газу або випадання осаду, зміни забарвлення. Але такий підхід спрацьовує не завжди, адже і з відкритої пляшки з газованою водою виходить заздалегідь розчинений газ, оксид ртуті при подрібненні може змінювати колір, а оксид цинку змінює колір при нагріванні. Тепловий ефект може бути вираженим дуже слабо, так що його зафіксувати непросто, так що такі хімічні реакції можна виявити за допомогою ... інших реакцій.
У науці про речовини є цікавий розділ - механохімія. В результаті механічних впливів у спеціальних млинах в речовині виникають вільні радикали, і воно набуває нових властивостей. Наприклад, так виготовляється аспірин у фармацевтиці. Механічно активовані речовини більш активні хімічно, що важливо для ліків.