Растворение химическое или физическое явление. Физические и химические явления. Признаки химических реакций

I. Новый материал

Из курса природоведения и физики вы знаете, что с телами и веществами происходят разнообразные изменения.

Прежде чем приступить к изучению темы урока, я предлагаю вам выполнить следующее задание, не торопитесь с ответами, выполните задание до конца.

Задание:

Рассмотрите внимательно картинки и попробуйте ответить на следующие вопросы:

1. Где можно наблюдать явления, представленные на рисунках и картинках?

№1

№2

№3

№4

№5

№6

2. Дайте название каждому явлению. Какие вещества участвуют в представленных явлениях? Что происходит с каждым веществом в происходящем явлении? Запишите в рабочих тетрадях и заполните следующую таблицу:

№, Название явления	Вещество, участвующее в явлении	Изменения, происходящие с веществом
№1,..
…
№6,..

3. В каких явлениях образуются новые вещества?

4. Как и по каким признакам можно разделить представленные явления?

Физические и химические явления

Проводя опыты и наблюдения, мы убеждаемся, что вещества могут изменяться.

Изменения веществ, которые не ведут к образованию новых веществ (с иными свойствами), называют физическими явлениями.

1. Вода при нагревании может переходить в пар, а при охлаждении – в лед .

2. Длина медных проводов изменяется летом и зимой: увеличивается при нагревании и уменьшается при охлаждении.

3. Объем воздуха в шаре увеличивается в теплом помещении.

Изменения с веществами произошли, но при этом вода осталась водой, медь – медью, воздух – воздухом.

Новых веществ, несмотря на их изменения, не образовалось.

ПРОАНАЛИЗИРУЕМ ОПЫТ

1. Закроем пробирку пробкой со вставленной в нее трубкой

2. Опустим конец трубки в стакан с водой. Рукой нагреем пробирку. Объем воздуха в ней увеличивается, и часть воздуха из пробирки выходит в стакан с водой (выделяются пузырьки воздуха).

3. При охлаждении пробирки объем воздуха уменьшается, и вода входит в пробирку.

Вывод. Изменения объема воздуха – физическое явление.

Химическое явление (реакция) – явление, при котором образуются новые вещества.

А по каким признакам можно определить, что произошла химическая реакция ? При некоторых химических реакциях происходит выпадение осадка. Другие признаки – изменение цвета исходного вещества, изменение его вкуса, выделение газа, выделение или поглощение тепла и света.

Примеры таких реакций рассмотри в таблице

Признаки химических реакций
Изменение цвета исходного вещества	Изменение вкуса исходного вещества	Выпадение осадка	Выделение газа	Появление запаха

РЕАКЦИЯ	ПРИЗНАК
	ИЗМЕНЕНИЕ ЦВЕТА
	ИЗМЕНЕНИЕ ВКУСА
	ВЫДЕЛЕНИЕ ГАЗА

В живой и неживой природе постоянно протекают различные химические реакции. Наш с тобой организм тоже настоящая фабрика химических превращений одних веществ в другие.

Понаблюдаем за некоторыми химическими реакциями.

Опыты с огнем самостоятельно проводить нельзя!!!

Опыт 1

Подержим над огнем кусочек белого хлеба, содержащего органические вещества.

Наблюдаем:

1. Обугливание, то есть изменение цвета;

2. Появление запаха.

Вывод . Произошло химическое явление (образовалось новое вещество - уголь)

Опыт 2

Приготовим стаканчик с крахмалом. Добавим немного воды, перемешаем. Затем капнем раствором йода.

Наблюдаем:

1. Признак реакции: изменение цвета (посинение крахмала)

Вывод. Произошла химическая реакция. Крахмал превратился в другое вещество.

Опыт 3

1. Разведем в стакане небольшое количество питьевой соды.

2. Добавим туда несколько капель уксуса (можно взять сок лимона или раствор лимонной кислоты).

Наблюдаем :
1. Выделение пузырьков газа.

Вывод. Выделение газа – один из признаков химической реакции.

Некоторые химические реакции сопровождаются выделением тепла.

Подведём итоги

1. Вещества могут участвовать в физических и химических явлениях

2. Сравнительная характеристика физических и химических явлений представлены следующей интерактивной анимацией

3. Отличие физических и химических явлений

·При физических явлениях молекулы вещества не разрушаются, вещество сохраняется.

·При химических явлениях молекулы вещества распадаются на атомы, из атомов образуются молекулы нового вещества.

Признаки химических реакций

Изменение цвета
Выпадение или растворение осадка

Дата публикации 08.01.2013 18:41

Окружающий нас мир, при всём его богатстве и многообразии, живёт по законам, которые достаточно легко объяснить с помощью таких наук, как физика и химия. И даже в основе жизнедеятельности такого сложного организма, как человек, лежит не что иное, как химические явления и процессы.

Определения и примеры химических явлений

Элементарный пример – чайник, поставленный на огонь. Через некоторое время вода начнёт нагреваться, затем закипать. Мы услышим характерное шипение, из горлышка чайника будут вылетать струйки пара. Откуда он взялся, ведь в посуде его изначально не было! Да, но вода, при определённой температуре, начинает превращаться в газ, меняет своё физическое состояние из жидкого на газообразное. Т.е. она осталась всё той же водой, только теперь в виде пара. Это физическое явление.

А химические явления мы увидим, если опустим в кипяток пакетик с чайной заваркой. Вода в стакане или другом сосуде окрасится в красно-коричневый цвет. Произойдёт химическая реакция: под воздействием тепла чаинки начнут запариваться, выделяя цветовые пигменты и вкусовые свойства, присущие этому растению. У нас получится новое вещество – напиток со специфическими, свойственными только ему качественными характеристиками. Если туда же добавим несколько ложек сахара, он растворится (физическая реакция), а чай станет сладким (реакция химическая). Таким образом, физические и химические явления часто связаны и взаимозависимы. К примеру, если тот же чайный пакетик поместить в холодную воду, реакции не произойдёт, чаинки и вода не будут взаимодействовать, да и сахар растворяться тоже не пожелает.

Таким образом, химические явления – это такие, при которых одни вещества превращаются в другие (вода в чай, вода в сироп, дрова в золу и т.д.) Иначе химическое явление называется химической реакцией.

Физическими называются явления, при которых химический состав вещества остаётся прежним, а изменяется агрегатное состояние, размер тела, форма и т.д. (деформированная пружина, вода, замёрзшая в лёд, ветка дерева, разломанная пополам).

Условия возникновения и протекания химических явлений

О том, происходят ли химические и физические явления, мы можем судить по некоторым признакам и изменениям, которые наблюдаются у того или иного тела или вещества. Так, большинство химических реакций сопровождается следующими «опознавательными знаками»:

в результате или при протекании таковой выпадает осадок;

происходит изменение цвета вещества;

может выделяться газ, например, угарный при горении;

происходит поглощение или, наоборот, выделение теплоты;

возможно излучение света.

Чтобы химические явления наблюдались, т.е. реакции происходили, необходимы некоторые условия:

реагирующие вещества должны соприкасаться, быть друг с другом в контакте (т.е. ту же заварку нужно насыпать в кружку с кипятком);

вещества лучше измельчать, тогда реакция будет протекать быстрее, скорее наступит взаимодействие (сахар-песок скорее растворится, растает в горячей воде, чем кусковой);

чтобы многие реакции могли произойти, нужно изменить температурный режим реагирующих компонентов, охлаждая или нагревая их до некоторой температуры.

Понаблюдать за химическим явлением можно опытным путём. А вот описать его на бумаге можно при помощи химического уравнения (уравнения химической реакции).

Некоторые из этих условий работают и для возникновения физических явлений, например, изменение температуры или непосредственный контакт предметов, тел между собой. Допустим, если ударить достаточно сильно молотком по шляпке гвоздя, он может деформироваться, потерять свою обычную форму. Но она так и останется шляпкой гвоздя. Или же, при включении электролампы в сеть, вольфрамовая нить внутри неё начнёт греться и светиться. Однако вещество, из которого нить сделана, так и останется прежним вольфрамом.

Описание физических процессов и явлений происходит через физические формулы, решение физических задач.

НОВОАЗОВСКАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА

I-III СТУПЕНЕЙ №2

Тема:

Физические и химические явления.

Химические реакции и сопровождающие их явления.

Урок в 7 классе

Подготовила: учитель химии

Дмитриченко Л.В.

г. Новоазовск

Тема урока: Физические и химические явления. Химические реакции и сопровождающие их явления.

Цели урока:

Образовательные:

Конкретизировать знания учащихся о физических и химических явлениях, опираясь на знания, полученные из курса природоведения, выяснить их существенные отличия, сформировать представление о химической реакции, рассмотреть внешние эффекты (признаки), которые сопровождают химические реакции, проводя химический эксперимент, раскрыть практическую значимость химических реакций.

Развивающие:

Развивать познавательную активность.

Развивать умение наблюдать окружающий мир, задумываться над его сутью, возможностью влияния на происходящие вокруг нас процессы.

Развивать умения наблюдать явления, узнавать их и делать выводы на основе наблюдений; умение проводить и анализировать химический эксперимент.

Вырабатывать практические умения работать с реактивами, оборудованием в соответствии с правилами техники безопасности.

Воспитательные:

Формировать научное мировоззрение учащихся.

Формировать эстетический вкус при наблюдении красоты явлений природы.

Тип урока: урок изучения нового материала и первичного закрепления знаний.

Методы: словесно-наглядный, практический, частично-поисковый.

Оборудование: компьютер, интерактивная доска, презентация урока в программе Power Point.

Оборудование: нагревательный прибор, спички, штатив с пробирками, пробиркодержатель, фарфоровая чашка, лабораторный штатив, металлическая ложечка.

Материалы: парафиновая свеча, растворы: щёлочи (натрий гидроксида), соляной кислоты, медного купороса, индикатор фенолфталеин, аммоний хлорид, спирт, мрамор.

Ход урока

І. Организационный этап

Приветствие учащихся учителем.

Проверка готовности учащихся к уроку.

ІІ. Мотивация знаний

Я хочу начать урок со слов английского учёного Майкла Фарадея «Я, собираюсь изложить вам …ряд сведений по химии, которые можно извлечь из горящей свечи. Я не первый раз провожу беседу на эту тему, и … я бы с удовольствием возвращался к ней ежегодно – до того эта тема интересна, и до того изумительно разнообразны те нити, которыми она связана с различными вопросами естествознания. Явления, наблюдающиеся при горении свечи таковы, что нет ни одного закона природы, который при этом не был бы так или иначе затронут …»

Майкл Фарадей, Лондон, 1860г.

ІІІ. Актуализация опорных знаний

На уроках природоведения вы получили первоначальные знания о явлениях.

Что такое явления?

(Явления – это любые изменения, которые происходят в мире.

Как утверждали древние философы: «Всё течёт, всё меняется.»)

Я предлагаю вам посмотреть иллюстративный ряд «Явления», а затем ответить на вопросы:

На какие группы вы разделили бы все явления?

Какое отношение к химии они имеют?

Обсуждение просмотренного материала и обобщение учителя.

Первый вопрос: На какие группы вы разделили бы все явления?

(В зависимости от того, к какой сфере жизни принадлежат явления, их можно разделить на: механические, звуковые, световые, тепловые, магнитные, электрические, физические, химические, биологические, геологические, социальные, политические).

Второй вопрос: Какое отношение к химии они имеют?

(Химия-это наука о веществах и их превращениях, а на этих примерах мы и видим изменения, происходящие с веществами.)

В природе с момента её зарожденья:

Всегда с веществами идут превращенья.

Про эти природные измененья

Мы с вами сказали бы:

Это «Явленья!»

Явленья бывают различными,

Рассмотрим химические и физические.

Должны научиться мы их наблюдать,

А самое главное их различать.

Учитель: запишем тему урока : «Физические и химические явления. Химические реакции и сопровождающие их явления».

Сегодня на уроке мы должны:

Выяснить сущность физических и химических явлений.

Научиться различать физические и химические явления.

Выявить признаки химических реакций.

Развивать умение проводить наблюдения и делать выводы.

Показать значимость химических реакций.

ІV. Изучение нового материала

Горящая свеча – это универсальный объект, глядя на него можно наблюдать как физические так и химические явления. Во время горения свечи парафин сначала плавится, а затем превращается в газообразные горючие вещества.

Какое это явление? (физическое)

Какие изменения происходят? (изменяется форма и агрегатное состояние.)

А затем пары парафина начинают гореть. При этом образуются углекислый газ и вода. Какое это явление? (Химическое)

Классификация явлений

Явления

Физические Химические

Вещество не изменяется

Молекулы сохраняются Вещество изменяется

Изменяется: Изменяется: состав вещ., свойства

Форма тела

Агрегатное состояние

Учитель : химические явления называют ещё химическими процессами или химическими реакциями.

Русский химик, лауреат Нобелевской премии Николай Николаевич Семёнов утверждал: «Химическое превращение, химическая реакция является главным предметом химии». Поэтому важно уметь наблюдать и описывать внешние признаки прохождения химических реакций – явлений, которые принадлежат к макромиру. Ещё важнее уметь объяснять эти явления, анализируя процессы, которые происходят между частичками, принадлежащими к микромиру.

Возникает вопрос: Что происходит с молекулами и атомами при химических реакциях?

Учитель: На доске показана реакция разложения воды под действием эл. тока, с образованием двух простых веществ: кислорода и водорода.

Вещества, которые вступают в химическую реакцию – называют реагентами , или исходными веществами.

Вещества, которые образуются в результате реакции - называют продуктами реакций или конечными веществами.

Реагенты → Продукты реакции

Что происходит с молекулами воды при протекании химической реакции?

(молекулы разрушаются и образуются отдельные атомы)

Что происходит с атомами?

(Во время химических реакций атомы сохраняются. Происходит лишь их перегруппировка.)

Вывод : Суть химической реакции состоит в перегруппировке атомов.

Проблемный вопрос : Как отличить химические явления от физических?

Гипотеза первая.

Можно сказать, что если молекулы вещества распадаются, то явление - химическое, а если сохраняются, то – физическое.

Но молекулы очень трудно увидеть даже в микроскоп, потому что они очень маленькие.

Гипотеза вторая.

Если в процессе химической реакции образуются новые вещества с новыми свойствами, то о протекании реакции можно судить по изменению физических свойств веществ.

Учитель: При этом мы будем наблюдать внешние эффекты, которые сопровождают химические реакции или их называют признаки реакции.

Давайте познакомимся с характерными признаками хим. реакций, выполнив небольшую исследовательскую работу: «Проведение химических реакций».

Задание : провести химические опыты, наблюдения и сделать выводы.

Я прошу вас разделится на группы. Каждая группа – это исследовательская лаборатория, где у каждого своя роль: экспериментаторы- проводят эксперимент; наблюдатели – ведут лабораторный журнал; аналитики – анализируют и фиксируют выводы; теоретики – объясняют теоретически.

Напоминаю о правилах ТБ. В каждой инструктивной карте записаны правила, которые необходимо выполнять при проведении данного опыта.

Кроме того каждая группа получает творческое задание.

Группа №1.

Карта – инструкция.

При наливании жидкостей сосуд с реактивом бери так, чтобы этикетка была направлена в сторону ладони, снимай каплю с края горлышка сосуда, иначе жидкость будет стекать по стеклу, портить этикетку, может повредить кожу рук.

Сосуд, из которого взяли реактив, сразу же закройте пробкой и поставьте на место.

Особую осторожность проявляй при работе со щелочами. Попадание даже разбавленного раствора щёлочи в глаза может привести к необратимой потере зрения. При попадании раствора щёлочи на руки немедленно смой его большим количеством воды до исчезновения ощущения мылкости.

При работе с кислотами также следует проявлять осторожность. Особенно надо беречь глаза. При попадании кислоты на руки следует немедленно смыть её большим количеством воды.

Опыт:

Взаимодействие натрий гидроксида с соляной кислотой в присутствии фенолфталеина.

Налейте в пробирку около 2 мл щёлочи(натрий гидроксида, NaOH), затем добавляйте по каплям фенолфталеин.

Что наблюдается?_____________________________________________

Затем налейте соляную кислоту(HCI) до видимых изменений.

Какие изменения наблюдаются? ___________________________________________

Вывод(какой признак свидетельствует о том, что произошла химическая реакция)_______________________________________________________________

Группа№2

Внимание! Техника безопасности!

При работе с кислотами также следует проявлять осторожно. Особенно надо беречь глаза. При попадании кислоты на руки следует немедленно смыть её большим количеством воды.

Карта – инструкция.

Опыт:

Взаимодействие мрамора с раствором соляной кислоты.

Насыпьте в пробирку немного (лишь бы покрылось дно пробирки) мрамора и добавьте 1 мл разбавленной соляной кислоты(HCI).

Вывод(какой признак свидетельствует о том, что прошла химическая реакция)____________________________________________________________________

Группа№3

Внимание! Техника безопасности!

Сосуд, из которого взяли реактив, сразу же закрой пробкой и поставьте на место.

Особую осторожность проявляй при работе со щелочами. Попадание даже разбавленного раствора щёлочи в глаза может привести к необратимой потери зрения. При попадании раствора щёлочи на руки немедленно смой его большим количеством воды до исчезновения ощущения мылкости.

Не наклоняйся над сосудом, в который наливаешь какую – либо жидкость (особенно едкую), потому что мельчайшие капли могут попасть в глаза.

Карта – инструкция.

Опыт:

Взаимодействие раствора медного купороса с раствором щёлочи.

Налейте в пробирку 1-2 мл раствора медного купороса и добавляйте раствор щёлочи (NaOH) до видимых изменений.

Что наблюдается?_______________________________________________________

Затем прилейте раствор соляной кислоты(HCI) до видимых изменений.

Какие изменения наблюдаются?____________________________________________

_____________________________________________________________________

Группа №4

Внимание! Техника безопасности!

При нагревании растворов в пробирке пользуйся деревянным держателем. Внимательно следи за тем, чтобы отверстие пробирки было направлено в сторону от лица работающего, так как жидкость в результате перегрева может быть выброшена из пробирки.

При нагревании жидкостей следи, чтобы не перегрелись стенки пробирки над жидкостью, потому что при попадании на перегретое стекло капель жидкости пробирка может треснуть.

Чтобы избежать перегревания, никогда не нагревай пробирку только снизу, а равномерно прогревай всю пробирку, всё её содержимое.

Нюхай все вещества осторожно, не наклоняйся над пробиркой и не вдыхай полной грудью, а направляй к себе пар или газ движениями руки.

Карта – инструкция.

Опыт:

Взаимодействие аммоний хлорида с раствором щёлочи.

Налейте в пробирку 2 мл раствора аммоний хлорида(NH 4 CI) и прилейте около 2 мл раствора щёлочи(NaOH) .Нагрейте жидкость в пробирке до кипения и осторожно понюхайте выделяющийся газ.

Что наблюдается?_______________________________________________________

Вывод(какой признак свидетельствует о том, что прошла химическая реакция?)

Группа №5.

Внимание техника безопасности!

Будь особенно осторожным при работе с нагревательными приборами.

Не дуй на пламя, чтобы погасить его!

Для прекращения горения сухого горючего накрой пламя колпачком, поднося его сбоку.

Опыт:

Горение спирта.

В лабораторном штативе с помощью муфты закрепите кольцо, поставьте на него фарфоровую чашку с раствором. Зажгите горелку. Кольцо поднимите или опустите в штативе так, чтобы верхняя часть пламени касалась нижней части чашки.

Что наблюдается?____________________________________________________

Вывод (какой признак свидетельствует о том, что прошла химическая реакция?) __________________________________________________________________

Общий вывод. Признаки химических реакций:

1 изменение цвета;

2 выделение газа;

3 образование или исчезновение осадка;

4 появление, исчезновение или изменение запаха;

5 выделение или поглощение теплоты;

6 появление пламени, иногда – свечение.

Иногда и физические и химические процессы могут сопровождаться одинаковыми внешними эффектами. Например, распространение запаха духов или ситуация, когда мы открываем бутылку с минеральной водой, то наблюдаем выделение углекислого газа.

Работа с творческими(дивергентными заданиями).

Задание 1.

Длина медных проводов изменяется летом и зимой. Объясните это явление

(Вещество может изменять длину тела при нагревании или охлаждении. Увеличивается при нагревании и уменьшается при охлаждении, но вещество при этом не меняется, поэтому данное явление – физическое.)

Задание 2.

Если в стакан насыпать соду и долить уксус, то газ начинает выделятся так активно, что кажется будто жидкость закипает.

Как в этом случае отличить кипение от химической реакции?

(для этого нужно вспомнить, как происходит кипение: жидкость закипает, когда нагревается до определённой температуры – температуры кипения. Для воды это 100 0 С. Во время кипения воды пузырьки газа(пара) образуются во всём объёме жидкости. В случае взаимодействия уксуса с содой жидкость не нагревается, а газ выделяется только в том месте, где сода контактирует с раствором, поэтому кипением этот раствор назвать нельзя.)

Задание 3.

Порошок серебра, полученный в пробирке в результате химической реакции, имеет серый цвет. Если его расплавить, а затем расплав охладить, то получим кусочек металла, но не серого, а белого, с характерным блеском. Объясните – это физическое явление или химический процесс.

(это физическое явление. Серебро осталось без изменений, оно не превратилось в другое вещество и сохранило свои свойства. Металлы обладают « металлическим блеском».)

Задание 4.

В коробке с кожаной обувью находится специальное вещество – гранулы силикагеля (высушенный осадок силикатной кислоты). Как вы думаете с какой целью его применяют и какое это явление?

(его применяют для поглощения влаги и запаха. Это физическое явление, т.к. силикагель поглощает молекулы различных веществ без их разрушения и новые вещества не образуются.)

Задание 5.

ПРОАНАЛИЗИРУЕМ ОПЫТ

1. Закроем пробирку пробкой со вставленной в нее трубкой

3. При охлаждении пробирки объем воздуха уменьшается, и вода входит в пробирку.

Вопрос: какое это явление?

(объём воздуха увеличивается при нагревании. Изменение объёма воздуха – это физическое явление, т.к. изменения с веществом произошли, но при этом оно не изменилось.)

Чтобы сделать вывод о том какое произошло явление, нужно внимательно наблюдать за ним, а также исследовать вещества до и после эксперимента.

Учитель: Химические реакции имеют большое значение. Они протекают в природе. Многие сопровождают нас в повседневной жизни, а также являются основой многих производств.

На экране примеры реакций: 1) Реакции, которые происходят в природе.

Процесс фотосинтеза, пр. дыхания.

2) Реакции, которые протекают в быту.

Приготовление пищи, приготовление кисломолочных продуктов, сжигание природного газа и другого топлива.

3) Реакции, лежащие в основе химических производств.

Получение металлов из руд, получение строительных материалов, производство удобрений, пластмасс, лекарственных веществ, получение предметов бытовой химии.

V. Закрепление знаний.

Задание 1.Тест на соответствие.

Выберите, какие из перечисленных явлений принадлежат к химическим, а какие к физическим. (1вариант – физические; 2вариант – химические.)

(Физические 1, 3, 5, 6, 8, 10. Химические 2, 4, 7, 9)

Задание 2.

Какими внешними эффектами сопровождаются такие химические превращения:

а) добавление в раствор щёлочи индикатора, б)получение кисломолочных продуктов, в)работа автомобиля(двигателя), г)взаимодействие двух растворов с образованием осадка, д)горение красного фосфора.

VІ. Подведение итогов урока.

Обдумайте всё, что происходило сегодня на уроке.

В случае согласия с утверждением напротив поставьте знак «+».

РЕФЛЕКСИВНЫЙ ТЕСТ

1. Я узнал(а) много нового.

2. Мне это пригодится в жизни.

3. На уроке было над чем подумать.

4. На все возникшие у меня вопросы я получил(а) ответы.

5. На уроке я поработал(а) добросовестно.

Заключительное слово учителя:

« … я могу только выразить вам своё пожелание, чтобы вы могли с честью выдержать сравнение со свечой, т.е. могли бы быть светочем для окружающих, и чтобы во всех ваших действиях вы подражали красоте пламени, честно и произвольно выполняя свой долг перед человечеством».

(Майкл Фарадей)

Написать мини – сочинение на тему: Значение химических реакций в природе и жизни человека.

За последние 200 лет человечество изучило свойства веществ лучше, чем за всю историю развития химии. Естественно, количество веществ так же стремительно растет, это связано, прежде всего, с освоением различных методов получения веществ.

В повседневной жизни мы сталкиваемся с множеством веществ. Среди них – вода, железо, алюминий, пластмасса, сода, соль и множество других.

Вещества, существующие в природе, например, кислород и азот, содержащиеся в воздухе, вещества, растворенные в воде, и имеющие природное происхождение, называются природными веществами.

Алюминия, цинка, ацетона, извести, мыла, аспирина, полиэтилена и многих других веществ в природе не существует. Их получают в лаборатории, и производит промышленность. Искусственные вещества не встречаются в природе, их создают из природных веществ.

Некоторые вещества, существующие в природе, можно получить и в химической лаборатории. Так, при нагревании марганцовки выделяется кислород, а при нагревании мела – углекислый газ. Ученые научились превращать графит в алмаз, выращивают кристаллы рубина, сапфира и малахита.

Итак, наряду с веществами природного происхождения существует огромное множество и искусственно созданных веществ, не встречающихся в природе. Вещества, не встречающиеся в природе, производятся на различных предприятиях: фабриках, заводах, комбинатах и т.п.

В условиях исчерпания природных ресурсов нашей планеты, сейчас перед химиками стоит важная задача: разработать и внедрить методы, при помощи которых можно искусственно, в условиях лаборатории, или промышленного производства, получать вещества, являющиеся аналогами природных веществ. Например, запасы топливных ископаемых в природе на исходе.

Может настать тот момент, когда нефть и природный газ закончатся. Уже сейчас ведутся разработки новых видов топлива, которые были бы такими же эффективными, но не загрязняли окружающую среду. На сегодняшний день человечество научилось искусственно получать различные драгоценные камни, например, алмазы, изумруды, бериллы.

Агрегатное состояние вещества

Вещества могут существовать в нескольких агрегатных состояниях, три из которых вам известны: твердое, жидкое, газообразное. Например, вода в природе существует во всех трех агрегатных состояниях: твердом (в виде льда и снега), жидком (жидкая вода) и газообразном (водяной пар).

Известны вещества, которые не могут существовать в обычных условиях во всех трех агрегатных состояниях. Например, таким веществом является углекислый газ. При комнатной температуре это газ без запаха и цвета. При температуре –79°С данное вещество «замерзает» и переходит в твердое агрегатное состояние. Бытовое (тривиальное) название такого вещества «сухой лед» . Такое название дано этому веществу из-за того, что «сухой лед» превращается в углекислый газ без плавления, то есть, без перехода в жидкое агрегатное состояние, которое присутствует, например, у воды.

Таким образом, можно сделать важный вывод. Вещество при переходе из одного агрегатного состояния в другое не превращается в другие вещества. Сам процесс некоего изменения, превращения, называется явлением.

Физические явления. Физические свойства веществ.

Явления, при которых вещества изменяют агрегатное состояние, но при этом не превращаются в другие вещества, называют физическими.

Каждое индивидуальное вещество обладает определенными свойствами. Свойства веществ могут быть различными или сходными друг с другом. Каждое вещество описывают при помощи набора физических и химических свойств.

Рассмотрим в качестве примера воду. Вода замерзает и превращается в лед при температуре 0°С, а закипает и превращается в пар при температуре +100°С. Данные явления относятся к физическим, так как вода не превратилась в другие вещества, происходит только изменение агрегатного состояния. Данные температуры замерзания и кипения – это физические свойства, характерные именно для воды.

Свойства веществ, которые определяют измерениями или визуально при отсутствии превращения одних веществ в другие, называют физическими

Испарение спирта, как и испарение воды – физические явления, вещества при этом изменяют агрегатное состояние. После проведения опыта можно убедиться, что спирт испаряется быстрее, чем вода – это физические свойства этих веществ.

К основным физическим свойствам веществ можно отнести следующие: агрегатное состояние, цвет, запах, растворимость в воде, плотность, температура кипения, температура плавления, теплопроводность, электропроводность.

Такие физические свойства как цвет, запах, вкус, форма кристаллов, можно определить визуально, с помощью органов чувств, а плотность, электропроводность, температуру плавления и кипения определяют измерением. Сведения о физических свойствах многих веществ собраны в специальной литературе, например, в справочниках.

Физические свойства вещества зависят от его агрегатного состояния. Например, плотность льда, воды и водяного пара различна. Газообразный кислород бесцветный, а жидкий – голубой

Знание физических свойств помогает «узнавать» немало веществ. Например, медь – единственный металл красного цвета. Соленый вкус имеет только поваренная соль. Иод – почти черное твердое вещество, которое при нагревании превращается в фиолетовый пар. В большинстве случаев для определения вещества нужно рассматривать несколько его свойств.

В качестве примера охарактеризуем физические свойства воды:

цвет – бесцветная (в небольшом объеме)
запах – без запаха
агрегатное состояние – при обычных условиях жидкость
плотность – 1 г/мл,
температура кипения – +100°С
температура плавления – 0°С
теплопроводность – низкая
электропроводность – чистая вода электричество не проводит

Кристаллические и аморфные вещества

При описании физических свойств твердых веществ принято описывать структуру вещества. Если рассмотреть образец поваренной соли под увеличительным стеклом, можно заметить, что соль состоит из множества мельчайших кристаллов. В соляных месторождениях можно встретить и весьма крупные кристаллы.

Кристаллы – твердые тела, имеющие форму правильных многогранников

Кристаллы могут иметь различную форму и размер. Кристаллы некоторых веществ, таких как поваренная соль – хрупкие, их легко разрушить . Существуют кристаллы довольно твердые. Например, одним из самых твердых минералов считается алмаз.

Если рассматривать кристаллы поваренной соли под микроскопом, можно заметить, что все они имеют похожее строение. Если же рассмотреть, например, частицы стекла, то все они будут иметь различное строение – такие вещества называют аморфными. К аморфным веществам относят стекло, крахмал, янтарь, пчелиный воск.

Аморфные вещества – вещества, не имеющие кристаллического строения

Химические явления. Химическая реакция.

Если при физических явлениях вещества, как правило, лишь изменяют агрегатное состояние, то при химических явлениях происходит превращение одних веществ в другие вещества.

Приведем несколько простых примеров: горение спички сопровождается обугливанием древесины и выделением газообразных веществ, то есть, происходит необратимое превращение древесины в другие вещества.

Другой пример: со временем бронзовые скульптуры покрываются налетом зеленого цвета. Дело в том, что в состав бронзы входит медь. Этот металл медленно взаимодействует с кислородом, углекислым газом и влагой воздуха, в результате на поверхности скульптуры образуются новые вещества зеленого цвета

Химические явления – явления превращений одних веществ в другие

Процесс взаимодействия веществ с образованием новых веществ называют химической реакцией. Химические реакции происходят повсеместно вокруг нас. Химические реакции происходят и в нас самих. В нашем организме непрерывно происходят превращения множества веществ, вещества реагируют друг с другом, образуя продукты реакции. Таким образом, в химической реакции всегда есть реагирующие вещества, и вещества, образовавшиеся в результате реакции.

Химическая реакция – процесс взаимодействия веществ, в результате которого образуются новые вещества с новыми свойствами
Реагенты – вещества, вступающие в химическую реакцию
Продукты – вещества, образовавшиеся в результате химической реакции

Химическая реакция изображается в общем виде схемой реакции
РЕАГЕНТЫ -> ПРОДУКТЫ

где реагенты – исходные вещества, взятые для проведения реакции; продукты – новые вещества, образовавшиеся в результате протекания реакции.

Любые химические явления (реакции) сопровождаются определенными признаками, при помощи которых химические явления можно отличить от физических. К таким признакам можно отнести изменение окраски веществ, выделение газа, образование осадка, выделение тепла, излучение света.

Многие химические реакции сопровождаются выделением энергии в виде тепла и света. Как правило, такими явлениями сопровождаются реакции горения. В реакциях горения на воздухе вещества реагируют с кислородом, содержащимся в воздухе. Так, например, металл магний вспыхивает и горит на воздухе ярким слепящим пламенем. Именно поэтому вспышку магния использовали при создании фотографий в первой половине ХХ века.

В некоторых случаях возможно выделение энергии в виде света, но без выделения тепла. Один из видов тихоокеанского планктона способен испускать ярко-голубой свет, хорошо заметный в темноте. Выделение энергии в виде света – результат химической реакции, которая протекает в организмах данного вида планктона.

ИТОГ

Существуют две большие группы веществ: вещества природного и
искусственного происхождения
В обычных условиях вещества могут находиться в трех агрегатных состояниях
Свойства веществ, которые определяют измерениями или визуально при
отсутствии превращения одних веществ в другие, называют физическими
Кристаллы – твердые тела, имеющие форму правильных многогранников
Аморфные вещества – вещества, не имеющие кристаллического строение
Химические явления – явления превращений одних веществ в другие
Реагенты – вещества, вступающие в химическую реакцию
Продукты – вещества, образующиеся в результате химической реакции
Химические реакции могут сопровождаться выделением газа, осадка, тепла,
света; изменением окраски веществ
Горение – сложный физико-химический процесс превращения исходных
веществ в продукты сгорания в ходе химической реакции, сопровождающийся
интенсивным выделением тепла и света (пламени)

Явления, при которых одни вещества превращаются в другие, отличающиеся от исходных составом и свойствами, называются химическими. Примеры: окисление веществ на воздухе, горение, ржавление железа и др. Химические явления - химические превращения, химические реакции, химические взаимодействия. Явления, при которых изменяется форма или физическое состояние веществ, называются физическими. Примеры: кипение, плавление, испарение, замерзание, выделение теплоты, света и др. Химические явления всегда сопровождаются физическими. Примеры: при сгорании магния выделяются теплота и свет; в гальваническом элементе в результате химических реакций возникает электрический ток. Химическое соединение - химически индивидуальное вещество, состоящее из атомов одного или различных элементов. Примеры: кислород, бертолетова соль, цинк, сера и др. Смесь - несколько химических соединений, смешанных друг с другом. Примеры: воздух, сплавы металлов, морская вода и др. Механическая смесь и химическое соединение имеют следующие основные различия. При приготовлении механической смеси составные части могут быть взяты в любых количественных соотношениях. При получении химических соединений исходные вещества берутся в строго определенных количествах. При механическом смешении веществ не наблюдается, как правило, выделения или поглощения энергии. Химические реакции сопровождаются тепловыми эффектами. Индивидуальные свойства веществ, составляющих механическую смесь, сохраняются, так как составные части в смеси находятся химически неизмененными. При химических реакциях свойства исходных веществ не сохраняются, поскольку в результате их взаимодействия образуются новые вещества с новыми свойствами. Смесь, в отличие от химического соединения, можно разделить на составные части, используя различия в их физических свойствах. Пример 1 При растворении в хлороводородной кислоте смеси железа с сульфидом железа массой 6,4 г выделилось 1,79 л (н. у.) смеси газов. Определите массовую долю (%) железа в смеси. Дано: т(смеси) - 6,4 г К(газов)= 1,79 л Найти: tt»(Fe) в смеси Решение: 1) Записываем уравнения реакций: Fe + 2HCl = FeCl2 + H2t, FeS + 2НС1 = FeCl2 + H2Sf. 2) Выразим массу Fe в смеси через х г, а объем выделившегося Н2 - у л. Тогда масса FeS будет равна (6,4 - х) г, а объем H2S - (1,79 - у) л. По первому уравнению реакции находим: 1 моль Fe - 1 моль Н2 х у -- моль Fe - ---" моль Н9 56 22,4 2 22,4-Л: у---iвГ"в 4) По второму уравнению реакции находим: 1 моль FeS - 1 моль H2S 6,4-х _ 1,79 - у --- моль FeS - 22 4 моль H2S (6,4 - х) 22,4 « 88 (1,79 - 22 ^ *). 5) Рассчитываем массовую долю (%) Fe в смеси: w(Fe) = -Т-7-" 100 % =17,34%. 6,4 Ответ; u>(Fe) = 17,34 % . Пример 2 При нормальных условиях 20 л газовой смеси, состоящей из азота и кислорода, имеют массу 28 г. Определите объемы газов в смеси. Дано: /п(смеси) = 28 г К(смеси) = 20 л Найти: K(N2) и V(02). Решение: 1) Обозначим F(N2) в смеси через х л, тогда У(02) будет (20 - х) л. 2) Находим количества веществ N2 и 02, а затем их массы: х 20-х V(N2) = ~2М М°ЛЬ; V(2) ~ 22,4 М°ЛЬ; 28 л: л ч 32 (20 - х) т(*2> 3 lijг; т(°2)-- 3) По условию масса смеси газов равна 28 г, т. е.: 28-х 32(20-*) +-~гт-:- = 28, х = 3,2 л. 22,4 22,4 Таким образом, в смеси содержится 3,2 л N2 и 16,8 л 02. Ответ: К(К2)=3,2л; Г(02) = 16,8л. Ц^П Пример 3 Определите массовую долю каждого из газов в смеси, состоящей из водорода и метана, если ее плотность по водороду равна 5. Дано: Дн2=5 Найти: w{Н2) и ц>(СН4) Решение: 1) Обозначим w(tl2) через х %, a w(CH4) - (100 - х) %. 2) Находим молекулярную массу смеси: М = М(Н2) £>н2, М = 2-5 = 10. 3) Выразим массовые доли газов в молекулярной массе смеси: „ , 2 х _ 16 (100 - х) ^> = -100-" "W"-ioo-" 100 100 Следовательно, газовая смесь содержит 42,85 % Н2 и 57,15% СН4. Ответ: и>(Н2) - 42,85 %; w(CH4) = 57,15 %. Вопросы и задачи для самостоятельного решения 1. Приведите примеры пяти физических явлений. Укажите признаки, по которым вы отнесете явления к физическим. 2. Приведите примеры пяти химических явлений. Укажите признаки, по которым вы отнесете явления к химическим. 3. К каким явлениям (физическим или химическим) следует отнести образование дыма: а) при горении угля; б) концентрированной соляной кислоты на воздухе; в) при соприкосновении паров соляной кислоты и нашатырного спирта? 4. К каким явлениям (физическим или химическим) относятся превращения одних аллотропных модификаций элементов в другие: кислорода в озон, белого фосфора в красный, ромбической серы в моноклиническую и т. д.? 5. Всегда ли физические и химические явления проявляются отдельно? Приведите примеры явлений, происходящих одновременно. 6. К каким явлениям (физическим или химическим) относятся: а) приготовление порошка из куска мела; б) возгорание спички; в) выделение газа при обработке питьевой соды кислотой; г) возгонки твердого иода. 7. Что такое смесь и химическое соединение? 8. Какие отличительные признаки смесей и химических соединений вы знаете? 9. Выпишите отдельно названия химических соединений и смесей из ниже перечисленного: соль, почва, азот, воздух, речная вода, молоко, цинк, гранит, мрамор, аргон. 10. К чистым веществам (в отличие от смесей) относятся: а) медный купорос; б) морская вода; в) воздух; г) бертолетова соль. 11. К смесям (в отличие от чистых веществ) относятся: а) соляная кислота; б) гашеная известь; в) хлорная вода; г) питьевая вода. 12. Назовите по одному примеру смесей веществ, которые можно разделить: а) отстаиванием; б) фильтрованием; в) выпариванием; г) используя магнитные свойства. 13. Приведите схему разделения: тонкой смеси цинкового порошка и серы; мела и поваренной соли; железных и медных опилок; растительного масла с водой; речного песка, сахара и древесного угля. 14. Через раствор, содержащий 5 г едкого натра, пропущено 6,6 л сероводорода (н. у.). Какая соль и в каком количестве образовалась при этом? Ответ: 7 г NaHS. 15. Какой объем хлора необходимо взять для получения 53,4 г хлорида алюминия? Ответ: 13,45 л. 16. Какая масса брома прореагировала с иодидом калия, если при этом образовалось 12,7 г иода? Ответ: 8 г. 17. Рассчитайте массу фторида кальция, расходуемую для получения 26,88 л фтористого водорода (н. у.). Ответ: 46,8 г. 18. Вычислите, из какого количества оксида ртути (И) получится при разложении 224 л (н. у.) кислорода? Ответ: 4320 г. 19. Рассчитайте объем кислорода (н. у.), полученный при термическом разложении нитрата натрия массой 34 кг. Ответ: 4,48 м3. 20. Рассчитайте массы соды и хлорида кальция, необходимые для получения 0,5 кг карбоната кальция? Ответ: 530 г Na2C03; 555 г СаС12. 21. Какое вещество и в каком количестве останется в избытке после смешения растворов, содержащих 34 г нитрата серебра и 31,8 г хлорида кальция? Ответ: 20,7 г СаС12.. 22. Рассчитайте, какой объем оксида углерода (IV) (н. у.) получится при разложении 0,25 кг мрамора, содержащего 96 % карбоната кальция. Ответ: 53,8 л. 23. При разложении 22,3 г малахита выделилось 2,24 л углекислого газа (н. у.) Определите чистоту малахита. Ответ: 99,1%. 24. При сжигании 6 г антрацита выделилось 10,6 л оксида углерода (IV) (н. у.). Определите массовую долю углерода в антраците. Ответ: 94,6%. 25. Цинковая пластинка массой 3,5 г погружена в раствор нитрата серебра, содержащий 17 г соли. Определите массу пластинки после прохождения реакции. Ответ: 11,05 г. 26. Продукт прокаливания 1,3 г природного карбоната кальция растворили в избытке соляной кислоты. Определите массовую долю карбоната кальция в природном минерале, если образовавшийся кристаллогидрат хлорида кальция имел массу 1,29 г. Ответ: 76,9%. 27. 2,8 г смеси углерода и серы было сожжено в кислороде, полученном при термическом разложении 47,4 г перманганата калия. Определите массовую долю серы в исходной смеси. Ответ: 57,1%. 28. При обработке 5,1 г сплава алюминия и магния с соляной кислотой выделилось 5,6 л водорода. Определите массовую долю (%) Mg в сплаве. Ответ: 47,05%. 29. При нормальных условиях газовая смесь объемом 12 л, состоящая из аммиака и оксида углерода (IV), имеет массу 18 г. Сколько литров каждого из этих газов содержится в смеси? Ответ: 4,62 л NH3 и 7,38 л С02. 30. Определите объемные доли (%) газовой смеси, состоящей из оксидов углерода (II, IV), если ее плотность по водороду составляет 19,6. Ответ 30 % СО; 70 % С02. 31. Определите массовую долю (%) доломита СаС03 MgCO^ в руде, если при разложении 10 г ее выделяется 0,96 л оксида углерода (IV) (н. у.). Ответ: 39,4%. 32. Какую массу доломита, содержащего 8 % примесей, необходимо взять для получения 56 м3 оксида углерода (IV) (н. у.)? Ответ: 250 кг. 33. При прокаливании 1,6 г смеси ZnO и ZnC03 получено 1,248 г оксида цинка. Каков состав исходной смеси? Ответ: 37,5 % ZnO. 34. Какова массовая доля (%) хлора содержится в смеси, состоящей из 2 г хлорида натрия и 2 г хлорида аммония? Ответ: 63,5%. 35. Имеется смесь кальция и оксида кальция массой 10 г. Какова масса каждого из веществ в смеси, если при реакции 2 г ее с водой выделилось 224 мл водорода? Ответ: 2г Са, 8г СаО. 36. При обработке избытком раствора гидроксида калия 5,85 г смеси алюминия с его оксидом выделилось 1,26 л газа (н. у.). Определите массовую долю алюминия в смеси. Ответ: 17,3%. 37. Для превращения 1 г смеси карбоната калия и гидроксида калия в хлорид калия было израсходовано 0,626 г хлороводорода. Сколько граммов гидроксида калия было в смеси? Ответ: 0,8 г. 38. При растворении 6,9 г сплава цинка с алюминием в серной кислоте выделилось 2,688 л водорода. Определите содержание цинка в сплаве. Ответ: 94,8%. 39. Объем смеси оксида углерода (II) и кислорода составляет 100 мл. После сжигания оксида углерода за счет находящегося в смеси кислорода объем уменьшился на 30 мл. Найдите объемный состав исходной смеси. Ответ: 60% СО; 40% 02. 40. К раствору 2,404 г смеси солей CuS04 5Н20 и FeS04 7Н20 добавили избыток раствора хлорида бария. Масса полученного осадка составила 2,172 г. Определите состав исходной смеси. Ответ: 67,4% CuS04- 5Н20 и 32,6% FeS04 7Н20. 41. Какой объем воздуха необходим для полного сгорания 1 м3 газовой смеси, имеющей объемный состав 20 % Н2, 30 % СН4 и 50 % СО? Объемная доля кислорода в воздухе составляет 20,95 %. Ответ: 4,53 м3. 42. Определите массовую долю (%) хлорида натрия в смеси хлоридов натрия и калия, если 0,325 г этой смеси при взаимодействии с нитратом серебра образовали 0,7175 г осадка. Ответ: 53,5%.