Katasonov Nikita, Savostyanova Evgenia, Zadorina Elizaveta, Dmitriev Ilya, Ermakov Pavel
Progetto di ricerca" reazioni chimiche in Vita di ogni giorno" preparato da un gruppo di studenti delle classi 8-9 per una conferenza scolastica lavoro di ricerca . Obiettivi e obiettivi:
1. Individuazione delle reazioni chimiche più comunemente utilizzate nella vita quotidiana.
2. Analisi della letteratura stabilire l'essenza reazioni.
3. Definire il grado di sicurezza (pericolo) dei prodotti di reazione per l'uomo.
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Reazioni chimiche nella nostra vita quotidiana Partecipanti al progetto: 1. Evgenia Konstantinovna Savostyanova Grade 9 2. Elizaveta Vadimovna Zadorina Grade 8 3. Pavel Igorevich Ermakov Grade 9 4. Ilya Alekseevich Dmitriev Grade 9 5. Nikita Sergeevich Katasonov Grade 9 Leader: Elena Alexandrovna Lazareva 2014 Istituto scolastico di bilancio comunale "Secondario scuola comprensiva N. 17"
Rilevanza dell'argomento scelto Oggigiorno si conoscono milioni di sostanze diverse. Molti di loro sono usati non solo nell'industria e agricoltura ma anche nella vita di tutti i giorni. Sfortunatamente, non tutte le persone hanno conoscenze chimiche elementari sulle sostanze e sulle loro trasformazioni. Crediamo che sia necessario instillare l'alfabetizzazione chimica anche dai banchi di scuola. Pertanto, l'argomento "Reazioni chimiche nella nostra vita quotidiana" sarà rilevante.
Finalità e obiettivi: 1. Identificazione delle reazioni chimiche più comunemente utilizzate nella vita quotidiana. 2. Analisi della letteratura per stabilire la natura delle reazioni. 3. Determinare il grado di sicurezza (pericolo) dei prodotti di reazione per l'uomo.
Combustione di gas naturale La Russia è leader nelle riserve e nella produzione di gas naturale. Pertanto, nelle nostre case, utilizziamo la reazione di combustione del gas naturale per generare energia termica. Gas naturale - una miscela di gas formata nelle viscere della Terra durante la decomposizione anaerobica materia organica. Composizione chimica: etano (C 2 H 6), propano (C 3 H 8) butano (C 4 H 10). Così come altre sostanze non idrocarburiche: idrogeno (H 2), idrogeno solforato (H 2 S), anidride carbonica (CO 2), azoto (N 2), elio (He). La parte principale del gas naturale è il metano (CH 4) - dal 92 al 98%. È un gas incolore, leggero, infiammabile, inodore, quasi insolubile in acqua. Una miscela di metano in aria è esplosiva. La reazione di combustione del metano CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O + Q. Il metano brucia con una fiamma bluastra o quasi incolore, rilasciando un gran numero di calore (879 kJ/mol). Quando si utilizzano apparecchiature a gas in casa, è necessario: controllare il camino, ventilare la stanza, monitorare le condizioni dei gasdotti, non lasciare il lavoro apparecchiature a gas senza attenzione.
Fiammifero acceso ampia selezione una varietà di accendini, i fiammiferi sono molto popolari. Cosa succede quando si accende un fiammifero? Qui l'hanno colpito sulle scatole. C'era una fiamma e un forte odore di "zolfo". Il processo è iniziato sotto l'azione dell'attrito. In primo luogo, il fosforo rosso ha preso fuoco, che era sulla scatola di fiammiferi 4P + 5O 2 = 2P 2 O 5 fonte di odore pungente). La testa ha dato fuoco alla legna C 6 H 10 O 5 + 6O 2 \u003d 6CO 2 + 5H 2 O Quasi tutti i prodotti della combustione sono dannosi per il corpo. Solo quando un fiammifero viene bruciato, ne viene rilasciata una quantità insignificante, il che non ha un effetto significativo su una persona. Ma quando si usano i fiammiferi, una persona istruita chimicamente deve ricordare che "I FIAMMIFERI NON SONO UN PERICOLO!"
Idrolisi del sapone Nella produzione e nella vita quotidiana, il sapone è una miscela tecnica di sali idrosolubili di acidi grassi superiori, spesso con l'aggiunta di alcune altre sostanze che hanno un effetto detergente. Le miscele sono solitamente a base di sali di sodio (raramente potassio e ammonio) di acidi grassi saturi e insaturi con numero di atomi di carbonio nella molecola da 12 a 18 (stearico, palmitico, miristico, laurico e oleico). I saponi spesso includono anche sali di acidi naftenici e resinici e talvolta altri composti che hanno proprietà detergenti nelle soluzioni. I saponi sono formati da una base forte e un acido debole, quindi sono facilmente idrolizzati: C 17 H 35 COOHa + H 2 O \u003d C 17 H 35 COOH + NaOH L'ambiente di idrolisi è alcalino, quindi i saponi sono piuttosto aggressivi nei confronti della pelle e il loro uso frequente porta allo sgrassaggio. Esistono moltissime varietà e marche di sapone e prima di scegliere quello più adatto, è necessario determinare il tipo di pelle. La pelle grassa è spesso lucida a causa del forte sudore e della separazione dell'olio, di solito ha pori dilatati. Già 2 ore dopo il lavaggio, la pelle grassa lascia delle macchie su un tovagliolo applicato sul viso. Per tale pelle è necessario un sapone con un leggero effetto essiccante. La pelle secca è sottile e molto sensibile al vento e alle intemperie, ei pori su di essa sono piccoli e sottili; si rompe facilmente perché non è abbastanza flessibile. È necessario creare il massimo comfort e un trattamento delicato per tale pelle, è meglio usare saponi costosi. La pelle normale è morbida, liscia e ha pori di medie dimensioni.
Perossido di idrogeno Il perossido di idrogeno è il rappresentante più semplice dei perossidi. Liquido incolore dal gusto "metallico", illimitatamente solubile in acqua, alcool ed etere. L'ego è spesso usato nella vita di tutti i giorni come candeggina e antisettico. Quando il perossido di idrogeno si decompone (quando trattiamo una ferita), vengono rilasciati acqua e ossigeno gassoso. 2H 2 O 2 \u003d O 2 + 2H 2 O A basse dosi, una piccola quantità di ossigeno viene rilasciata di conseguenza. In un piccolo volume, l'ossigeno puro non è pericoloso, ma in un grande volume? E con una grande quantità, l'ossigeno puro è tossico e può causare una forma polmonare di avvelenamento da ossigeno e un effetto dannoso sulla centrale sistema nervoso. La prima esposizione è accompagnata dai seguenti sintomi: irritazione del tessuto polmonare. Può iniziare con una lieve irritazione della gola seguita da un colpo di tosse. Nei casi più gravi, può esserci un prolungato bruciore al petto e una tosse incontrollabile. La forma polmonare di avvelenamento da ossigeno può anche causare una diminuzione della capacità polmonare e una diminuzione della capacità di scambiare gas, sebbene queste complicanze siano estremamente rare. E i sintomi della seconda esposizione (tossicità del SNC) includono: disturbi visivi (visione a tunnel, incapacità di messa a fuoco), compromissione dell'udito (fischi nelle orecchie, comparsa di suoni estranei), nausea, contrazioni convulsive (soprattutto muscoli facciali), aumento sensibilità agli stimoli esterni e vertigini. Ma tutto questo è possibile solo quando si utilizzano grandi volumi di perossido di idrogeno, e il solito perossido al 3% non è in grado di farlo.
Spegnimento della soda con aceto Il processo di estinzione della soda con l'aceto viene utilizzato per impastare la pasta per focacce e frittelle. Bicarbonato di sodio quando esposto alta temperatura oppure un ambiente acido dà una maggiore reazione al rilascio di anidride carbonica, che a sua volta porta a splendore e porosità. CH 3 COOH + NaHCO 3 \u003d CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 La domanda "spegnere o non spegnere la soda con l'aceto durante la cottura" è eterna quanto la domanda: "che è venuto prima - la gallina o l'uovo ." Tuttavia, dopo aver scavato nella letteratura, irrompi un mucchio di siti Compreso e straniero, è giunto alla conclusione che questo problema è sulla forza di 70-80 anni. Sfondando moltissime ricette dell'antica cucina russa, non ne ho trovata una in cui si menzionasse la soda. In precedenza, i dolci nel nostro paese erano per lo più a base di lievito, o senza l'aggiunta di acceleratori di lievitazione e allentamento. Quindi, il bicarbonato di sodio fu inventato dal chimico francese Leblanc alla fine del XVIII secolo. Questa invenzione è arrivata in Russia molto più tardi, dopo che è stato ottenuto un nuovo metodo di fabbricazione. Non appena le casalinghe russe hanno avuto un prodotto come la soda, hanno iniziato ad applicarlo e usarlo in cucina. Perché si è deciso di spegnere la soda? Sì, semplicemente perché la nostra tradizione è quella di mangiare tutto “caldo, caldo”. questo caso- solo dannoso. La soda veloce nei prodotti da forno caldi ha un sapore "saponoso" molto sgradevole. Cosa è stato "corretto" spegnendolo, ovvero aggiungendo acqua bollente o prodotti a base di latte fermentato alla soda. Per i pancake Da questa parte e ora dà ottimi risultati. Tuttavia, puoi immaginare cosa succederà all'impasto di pasta frolla se ci versi dentro un bicchiere di acqua bollente? La risposta è ovvia. Pertanto, è stato inventato per sostituire l'acqua bollente oi prodotti a base di latte fermentato con aceto diluito al 9% o succo di limone.
Conclusione Possiamo osservare molte reazioni chimiche non solo nelle lezioni di chimica, ma anche nella vita di tutti i giorni. Queste reazioni non solo sono sicure (soggetto a regole di sicurezza), ma alcune di esse sono inutili. Ad esempio: spegnendo la soda con l'aceto, qualsiasi cuoco esperto direbbe che è una perdita di tempo. Ma senza reazioni come l'idrolisi e la combustione, semplicemente non abbiamo idea di un'ulteriore esistenza. Durante queste reazioni chimiche, vengono rilasciati gas. Sono sicuri (in una certa quantità). Usando sostanze chimiche nella vita di tutti i giorni è necessario rispettare le norme di sicurezza.
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Per l'ultimo 200 anni di umanità ha studiato le proprietà delle sostanze meglio che nell'intera storia dello sviluppo della chimica. Naturalmente, anche il numero di sostanze sta crescendo rapidamente, ciò è dovuto principalmente allo sviluppo vari metodi sostanze riceventi.
Nella vita di tutti i giorni ci imbattiamo in molte sostanze. Tra questi ci sono acqua, ferro, alluminio, plastica, soda, sale e molti altri.
Le sostanze che esistono in natura, come l'ossigeno e l'azoto contenuti nell'aria, le sostanze disciolte nell'acqua, e di origine naturale, sono chiamate sostanze naturali.
Alluminio, zinco, acetone, calce, sapone, aspirina, polietilene e tante altre sostanze non esistono in natura. Sono ottenuti in laboratorio e prodotti dall'industria. Le sostanze artificiali non si trovano in natura, sono create da sostanze naturali.
Alcune sostanze che esistono in natura possono essere ottenute anche in un laboratorio chimico. Quindi, quando il permanganato di potassio viene riscaldato, viene rilasciato ossigeno e quando il gesso viene riscaldato... diossido di carbonio. Gli scienziati hanno imparato a trasformare la grafite in diamante, far crescere cristalli di rubino, zaffiro e malachite.
Quindi, insieme alle sostanze origine naturale Esiste un numero enorme di sostanze create artificialmente che non si trovano in natura. Le sostanze che non si trovano in natura sono prodotte in varie imprese: fabbriche, impianti, mietitrebbie, ecc.
In esaurimento risorse naturali del nostro pianeta, i chimici devono ora affrontare un compito importante: sviluppare e implementare metodi con i quali sia possibile artificialmente, in un laboratorio o in una produzione industriale, ottenere sostanze analoghe a sostanze naturali. Ad esempio, le riserve di combustibili fossili in natura si stanno esaurendo.
Potrebbe venire un momento in cui olio e gas naturale Terminare. Sono già in fase di sviluppo nuovi tipi di combustibili che sarebbero altrettanto efficienti, ma non inquinerebbero ambiente. Ad oggi, l'umanità ha imparato a ottenere artificialmente vari gemme ad esempio diamanti, smeraldi, berilli.
Le sostanze possono esistere in diversi stati di aggregazione, tre dei quali conosci: solido, liquido, gassoso. Ad esempio, l'acqua in natura esiste in tutti e tre gli stati di aggregazione: solido (sotto forma di ghiaccio e neve), liquido (acqua liquida) e gassoso (vapore acqueo).
Sostanze note che non possono esistere in condizioni normali in tutti e tre gli stati aggregati. Un esempio di questo è l'anidride carbonica. A temperatura ambiente è un gas inodore e incolore. A -79°С questa sostanza "congela" e si trasforma in un solido stato di aggregazione. Il nome familiare (banale) di tale sostanza è "ghiaccio secco". Questo nome viene dato a questa sostanza per il fatto che il "ghiaccio secco" si trasforma in anidride carbonica senza sciogliersi, cioè senza passare allo stato liquido di aggregazione, presente, ad esempio, nell'acqua.
Si può quindi trarre una conclusione importante. Quando una sostanza passa da uno stato di aggregazione a un altro, non si trasforma in altre sostanze. Il processo stesso di qualche cambiamento, trasformazione, è chiamato fenomeno.
I fenomeni in cui le sostanze cambiano lo stato di aggregazione, ma non si trasformano in altre sostanze, sono chiamati fisici.
Ogni singola sostanza ha determinate proprietà. Le proprietà delle sostanze possono essere diverse o simili tra loro. Ogni sostanza è descritta utilizzando un insieme di proprietà fisiche e chimiche.
Prendiamo l'acqua come esempio. L'acqua gela e si trasforma in ghiaccio ad una temperatura di 0°C, bolle e si trasforma in vapore ad una temperatura di +100°C. Questi fenomeni sono fisici, poiché l'acqua non si è trasformata in altre sostanze, si verifica solo un cambiamento nello stato di aggregazione. Questi punti di congelamento e di ebollizione sono proprietà fisiche specifiche dell'acqua.
Le proprietà delle sostanze che sono determinate mediante misurazioni o visivamente in assenza della trasformazione di alcune sostanze in altre sono chiamate fisiche
L'evaporazione dell'alcool, come l'evaporazione dell'acqua- fenomeni fisici, sostanze allo stesso tempo cambiano lo stato di aggregazione. Dopo l'esperimento, puoi assicurarti che l'alcol evapori più velocemente dell'acqua: queste sono le proprietà fisiche di queste sostanze.
Le principali proprietà fisiche delle sostanze includono quanto segue: stato di aggregazione, colore, odore, solubilità in acqua, densità, punto di ebollizione, punto di fusione, conducibilità termica, conducibilità elettrica.
Tali proprietà fisiche come il colore, l'odore, il gusto, la forma dei cristalli possono essere determinate visivamente, utilizzando i sensi, e la densità, la conduttività elettrica, i punti di fusione e di ebollizione sono determinati mediante misurazione. Informazioni su Proprietà fisiche ah molte sostanze sono raccolte nella letteratura specializzata, ad esempio nei libri di riferimento.
Le proprietà fisiche di una sostanza dipendono dal suo stato di aggregazione. Ad esempio, la densità di ghiaccio, acqua e vapore acqueo è diversa. L'ossigeno gassoso è incolore e l'ossigeno liquido è blu.
La conoscenza delle proprietà fisiche aiuta a "riconoscere" molte sostanze. Per esempio, rame- l'unico metallo rosso. Solo il sale da cucina ha un sapore salato. iodio- un solido quasi nero che si trasforma in un vapore viola quando viene riscaldato. Nella maggior parte dei casi, per definire una sostanza, devono essere considerate molte delle sue proprietà.
Ad esempio, caratterizziamo le proprietà fisiche dell'acqua:
Quando si descrivono le proprietà fisiche dei solidi, è consuetudine descrivere la struttura della sostanza. Se guardi un campione di sale da cucina sotto una lente d'ingrandimento, noterai che il sale è composto da molti minuscoli cristalli. Cristalli molto grandi si possono trovare anche nei depositi di sale.
Cristalli - corpi solidi, avente la forma di poliedri regolari
I cristalli possono avere forma diversa e dimensioni. Cristalli di alcune sostanze, come il tavolo sale – fragile, facile da rompere. Ci sono cristalli abbastanza duri. Ad esempio, uno dei minerali più duri è il diamante.
Se guardi i cristalli di sale al microscopio, noterai che hanno tutti una struttura simile. Se consideriamo, ad esempio, le particelle di vetro, avranno tutte una struttura diversa: tali sostanze sono chiamate amorfe. Per sostanze amorfe includono vetro, amido, ambra, cera d'api.
Sostanze amorfe - sostanze che non hanno una struttura cristallina
Se alle fenomeni fisici le sostanze, di regola, cambiano solo lo stato di aggregazione, poi con fenomeni chimici, alcune sostanze si trasformano in altre sostanze.
Ecco alcuni semplici esempi: la combustione di un fiammifero è accompagnata dalla carbonizzazione del legno e dal rilascio di sostanze gassose, cioè avviene una trasformazione irreversibile del legno in altre sostanze.
Un altro esempio: nel tempo, le sculture in bronzo si ricoprono di un rivestimento verde. Questo perché il bronzo contiene rame. Questo metallo interagisce lentamente con l'ossigeno, l'anidride carbonica e l'umidità dell'aria, di conseguenza si formano nuove sostanze verdi sulla superficie della scultura.
Fenomeni chimici - i fenomeni della trasformazione di una sostanza in un'altra
Il processo di interazione delle sostanze con la formazione di nuove sostanze è chiamato reazione chimica. Le reazioni chimiche avvengono intorno a noi. Le reazioni chimiche avvengono in noi stessi. Nel nostro corpo avvengono costantemente trasformazioni di molte sostanze, le sostanze reagiscono tra loro formando prodotti di reazione. Pertanto, in una reazione chimica ci sono sempre sostanze reagenti e sostanze formate come risultato della reazione.
La reazione chimica è rappresentata in vista generale schema di reazione
REAGENTI -> PRODOTTI
dove reagenti– sostanze iniziali prelevate per la reazione; prodotti- nuove sostanze formate a seguito della reazione.
Eventuali fenomeni chimici (reazioni) sono accompagnati da determinati segni, con l'aiuto dei quali si possono distinguere i fenomeni chimici da quelli fisici. Tali segni includono un cambiamento nel colore delle sostanze, il rilascio di gas, la formazione di un precipitato, il rilascio di calore e l'emissione di luce.
Molte reazioni chimiche sono accompagnate dal rilascio di energia sotto forma di calore e luce. Di norma, tali fenomeni sono accompagnati da reazioni di combustione. Nelle reazioni di combustione in aria, le sostanze reagiscono con l'ossigeno contenuto nell'aria. Quindi, ad esempio, il magnesio metallico divampa e brucia nell'aria con una fiamma accecante. Ecco perché il flash al magnesio è stato utilizzato per creare fotografie nella prima metà del ventesimo secolo.
In alcuni casi è possibile rilasciare energia sotto forma di luce, ma senza rilascio di calore. Una delle specie di plancton del Pacifico è in grado di emettere una luce blu brillante, chiaramente visibile al buio. Il rilascio di energia sotto forma di luce è il risultato di una reazione chimica che si verifica negli organismi di questo tipo di plancton.
TOTALE
Scommetto che hai notato più di una volta che qualcosa come l'anello d'argento della mamma si scurisce con il tempo. O come si arrugginisce un chiodo. O come i tronchi di legno bruciano in cenere. Bene, ok, se alla mamma non piace l'argento e non sei mai andato a fare escursioni, hai visto esattamente come viene preparata una bustina di tè in una tazza.
Cosa accomuna tutti questi esempi? E il fatto che sono tutti fenomeni chimici.
Un fenomeno chimico si verifica quando alcune sostanze si trasformano in altre: nuove sostanze hanno una composizione diversa e nuove proprietà. Se ricordi anche la fisica, ricorda che i fenomeni chimici si verificano a livello molecolare e atomico, ma non influenzano la composizione dei nuclei degli atomi.
Dal punto di vista della chimica, questa non è altro che una reazione chimica. E per ogni reazione chimica, è necessariamente possibile identificare caratteristiche caratteristiche:
Inoltre, è stato da tempo definito un elenco di condizioni necessarie affinché si verifichi una reazione chimica:
Scrivendo l'equazione di una reazione chimica in lettere e numeri, descrivi così l'essenza di un fenomeno chimico. E la legge di conservazione della massa è una delle regole più importanti nella compilazione di tali descrizioni.
Certo, capisci che la chimica non avviene solo in provetta nel laboratorio della scuola. I fenomeni chimici più impressionanti che puoi osservare in natura. E il loro significato è così grande che non ci sarebbe vita sulla terra se non fosse per alcuni dei fenomeni chimici naturali.
Quindi, prima di tutto, parliamone fotosintesi. Questo è il processo durante il quale le piante assorbono l'anidride carbonica dall'atmosfera e sotto l'influenza di luce del sole produrre ossigeno. Respiriamo questo ossigeno.
In generale, la fotosintesi procede in due fasi e l'illuminazione è necessaria solo per una. Gli scienziati hanno condotto vari esperimenti e hanno scoperto che la fotosintesi procede anche in condizioni di scarsa illuminazione. Ma con un aumento della quantità di luce, il processo è notevolmente accelerato. È stato anche osservato che se la luce e la temperatura della pianta vengono entrambe aumentate contemporaneamente, il tasso di fotosintesi aumenta ancora di più. Ciò avviene fino a un certo limite, dopodiché un ulteriore aumento dell'illuminazione cessa di accelerare la fotosintesi.
Il processo di fotosintesi coinvolge i fotoni emessi dal sole e speciali molecole di pigmento delle piante: la clorofilla. Nelle cellule vegetali si trova nei cloroplasti, che è ciò che rende verdi le foglie.
Da un punto di vista chimico, la fotosintesi è una catena di trasformazioni che si traduce in ossigeno, acqua e carboidrati come riserva di energia.
Inizialmente, si credeva che l'ossigeno si formasse a seguito della scissione dell'anidride carbonica. Successivamente, tuttavia, Cornelius Van Niel scoprì che l'ossigeno si forma a seguito della fotolisi dell'acqua. Recenti studi hanno confermato questa ipotesi.
L'essenza della fotosintesi può essere descritta utilizzando la seguente equazione: 6CO 2 + 12H 2 O + luce \u003d C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O.
Respiro, compreso il nostro con te, – è anche un fenomeno chimico. Inaliamo l'ossigeno prodotto dalle piante ed espiriamo anidride carbonica.
Ma non solo l'anidride carbonica si forma a causa della respirazione. La cosa principale in questo processo è che a causa della respirazione viene rilasciata una grande quantità di energia e questo metodo per ottenerla è molto efficace.
Inoltre, il risultato intermedio delle diverse fasi della respirazione è un gran numero di composti diversi. E quelli, a loro volta, servono come base per la sintesi di aminoacidi, proteine, vitamine, grassi e acidi grassi.
Il processo di respirazione è complesso e suddiviso in più fasi. Ognuno dei quali utilizza un gran numero di enzimi che fungono da catalizzatori. Lo schema delle reazioni chimiche della respirazione è quasi lo stesso negli animali, nelle piante e persino nei batteri.
Dal punto di vista della chimica, la respirazione è il processo di ossidazione dei carboidrati (come opzione: proteine, grassi) con l'aiuto dell'ossigeno, a seguito della reazione si ottengono acqua, anidride carbonica ed energia che le cellule immagazzinano in ATP: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 \u003d CO 2 + 6H 2 O + 2,87 * 10 6 J.
A proposito, abbiamo detto sopra che le reazioni chimiche possono essere accompagnate dall'emissione di luce. Anche nel caso della respirazione e delle reazioni chimiche che ne derivano, questo è vero. Glow (luminescenza) può alcuni microrganismi. Sebbene l'efficienza energetica della respirazione diminuisca.
Combustione si verifica anche con la partecipazione di ossigeno. Di conseguenza, il legno (e altri combustibili solidi) si trasforma in cenere, una sostanza con composizione e proprietà completamente diverse. Inoltre, durante il processo di combustione, viene rilasciata una grande quantità di calore e luce, oltre a gas.
Bruciare, ovviamente, non solo solidi, proprio con il loro aiuto è stato più conveniente fare un esempio in questo caso.
Dal punto di vista chimico la combustione è una reazione ossidativa che procede ad altissima velocità. E molto, molto alta velocità le reazioni possono esplodere.
Schematicamente, la reazione può essere scritta come segue: sostanza + O 2 → ossidi + energia.
Come fenomeno chimico naturale, consideriamo e decadimento.
In effetti, questo è lo stesso processo della combustione, solo che procede molto più lentamente. Il decadimento è l'interazione di sostanze complesse contenenti azoto con l'ossigeno con la partecipazione di microrganismi. La presenza di umidità è uno dei fattori che contribuiscono al verificarsi del decadimento.
Come risultato di reazioni chimiche, ammoniaca, acidi grassi volatili, anidride carbonica, idrossiacidi, alcoli, ammine, scatolo, indolo, idrogeno solforato, mercaptani si formano dalle proteine. Alcuni dei composti contenenti azoto formati come risultato del decadimento sono velenosi.
Se torniamo al nostro elenco di segni di una reazione chimica, ne troveremo molti anche in questo caso. In particolare, c'è una sostanza iniziale, un reagente, prodotti di reazione. Da caratteristiche peculiari notare il rilascio di calore, gas (fortemente maleodoranti), cambiamento di colore.
Per la circolazione delle sostanze in natura, il decadimento ha molto Grande importanza: permette di trasformare le proteine degli organismi morti in composti adatti all'assorbimento da parte delle piante. E il cerchio ricomincia.
Sicuramente avrai notato quanto sia facile respirare d'estate dopo un temporale. E anche l'aria diventa particolarmente fresca e acquista un odore caratteristico. Ogni volta dopo un temporale estivo, puoi osservare un altro fenomeno chimico comune in natura: formazione di ozono.
L'ozono (O 3) nella sua forma pura è un gas blu. In natura, la più alta concentrazione di ozono si trova nell'alta atmosfera. Lì funge da scudo per il nostro pianeta. che la protegge da radiazione solare dallo spazio e non permette alla Terra di raffreddarsi, perché ne assorbe anche la radiazione infrarossa.
In natura, l'ozono si forma principalmente a causa dell'irradiazione dell'aria con i raggi ultravioletti del Sole (3O 2 + luce UV → 2O 3). E anche con scariche elettriche di fulmini durante un temporale.
In un temporale, sotto l'influenza del fulmine, parte delle molecole di ossigeno si scompone in atomi, l'ossigeno molecolare e atomico si combina e si forma O 3.
Ecco perché sentiamo una freschezza speciale dopo un temporale, respiriamo più facilmente, l'aria sembra più trasparente. Il fatto è che l'ozono è un agente ossidante molto più forte dell'ossigeno. E in una piccola concentrazione (come dopo un temporale) è al sicuro. E anche utile, perché decompone le sostanze nocive nell'aria. Infatti lo disinfetta.
Tuttavia, in grandi dosi, l'ozono è molto pericoloso per le persone, gli animali e persino le piante, per loro è velenoso.
A proposito, le proprietà disinfettanti dell'ozono ottenute in laboratorio sono ampiamente utilizzate per ozonizzare l'acqua, proteggere i prodotti dal deterioramento, in medicina e cosmetologia.
Certo, questo è tutt'altro lista completa incredibili fenomeni chimici in natura che rendono la vita sul pianeta così diversa e bella. Puoi saperne di più su di loro se ti guardi intorno attentamente e tieni le orecchie aperte. intorno pieno fenomeni sorprendenti aspetto solo di interessarti.
Questi includono quelli che possono essere osservati nella vita di tutti i giorni uomo moderno. Alcuni sono abbastanza semplici e ovvi, chiunque può osservarli nella propria cucina: ad esempio, preparare il tè. Le foglie di tè riscaldate con acqua bollente cambiano le loro proprietà, di conseguenza cambia anche la composizione dell'acqua: acquista colore, gusto e proprietà diversi. Cioè, si ottiene una nuova sostanza.
Se lo zucchero viene versato nello stesso tè, a seguito di una reazione chimica, si otterrà una soluzione che avrà nuovamente una serie di nuove caratteristiche. Prima di tutto, nuovo, dolce, gusto.
Usando l'esempio di una preparazione del tè forte (concentrata), puoi condurre autonomamente un altro esperimento: alleggerire il tè con una fetta di limone. A causa degli acidi in succo di limone, il liquido cambierà ancora una volta la sua composizione.
Quali altri fenomeni puoi osservare nella vita di tutti i giorni? Ad esempio, i fenomeni chimici includono il processo combustione del carburante nel motore.
Per semplificare, la reazione della combustione del carburante nel motore può essere descritta come segue: ossigeno + carburante = acqua + anidride carbonica.
In generale, nella camera di un motore a combustione interna avvengono diverse reazioni, in cui sono coinvolti carburante (idrocarburi), aria e una scintilla di accensione. O meglio, non solo carburante: una miscela aria-carburante di idrocarburi, ossigeno, azoto. Prima dell'accensione, la miscela viene compressa e riscaldata.
La combustione della miscela avviene in una frazione di secondo, di conseguenza, il legame tra gli atomi di idrogeno e carbonio viene distrutto. A causa di ciò, viene rilasciata una grande quantità di energia, che mette in moto il pistone e quello - l'albero motore.
Successivamente, gli atomi di idrogeno e carbonio si combinano con gli atomi di ossigeno, si formano acqua e anidride carbonica.
Idealmente, la reazione della completa combustione del carburante dovrebbe assomigliare a questa: C n H 2n+2 + (1,5n+0,5) O 2 = nCO 2 + (n+1) H 2 O. In realtà, i motori a combustione interna non sono così efficienti. Supponiamo che se l'ossigeno non è sufficiente durante la reazione, si forma CO come risultato della reazione. E con una maggiore mancanza di ossigeno si forma la fuliggine (C).
Formazione della placca sui metalli a causa dell'ossidazione (ruggine sul ferro, patina sul rame, oscuramento dell'argento) - anche dalla categoria dei fenomeni chimici domestici.
Prendiamo il ferro come esempio. La ruggine (ossidazione) si verifica sotto l'influenza dell'umidità (umidità dell'aria, contatto diretto con l'acqua). Il risultato di questo processo è l'idrossido di ferro Fe 2 O 3 (più precisamente, Fe 2 O 3 * H 2 O). Potresti vederlo come un rivestimento sciolto, ruvido, arancione o bruno-rossastro sulla superficie dei prodotti in metallo.
Un altro esempio è il rivestimento verde (patina) sulla superficie di oggetti in rame e bronzo. Si forma nel tempo sotto l'influenza dell'ossigeno atmosferico e dell'umidità: 2Cu + O 2 + H 2 O + CO 2 \u003d Cu 2 CO 5 H 2 (o CuCO 3 * Cu (OH) 2). Il risultante carbonato di rame basico si trova anche in natura sotto forma di malachite minerale.
E un altro esempio di una lenta reazione ossidativa di un metallo in condizioni domestiche è la formazione di un rivestimento scuro di solfuro d'argento Ag 2 S sulla superficie di oggetti in argento: gioielli, posate, ecc.
La “responsabilità” della sua presenza è a carico delle particelle di zolfo, che sono presenti sotto forma di idrogeno solforato nell'aria che respiriamo. L'argento può anche scurirsi a contatto con alimenti contenenti zolfo (uova, per esempio). La reazione è la seguente: 4Ag + 2H 2 S + O 2 = 2Ag 2 S + 2H 2 O.
Torniamo in cucina. Qui puoi considerare alcuni fenomeni chimici più interessanti: formazione di calcare nel bollitore uno di loro.
In condizioni domestiche non c'è sostanza chimica acqua pulita, sali metallici e altre sostanze sono sempre disciolti in esso in varie concentrazioni. Se l'acqua è satura di sali di calcio e magnesio (idrocarbonati), si chiama dura. Maggiore è la concentrazione di sale, più dura è l'acqua.
Quando tale acqua viene riscaldata, questi sali subiscono la decomposizione in anidride carbonica e un precipitato insolubile (CaCO 3 emgCO 3). Puoi osservare questi depositi solidi guardando nel bollitore (e anche guardando gli elementi riscaldanti di lavatrici, lavastoviglie e ferri da stiro).
Oltre al calcio e al magnesio (da cui si formano le scaglie di carbonato), nell'acqua è spesso presente anche il ferro. Durante le reazioni chimiche di idrolisi e ossidazione, da esso si formano idrossidi.
A proposito, se hai intenzione di sbarazzarti della scala nel bollitore, puoi osservare un altro esempio chimica divertente nella vita di tutti i giorni: l'aceto da tavola ordinario e l'acido citrico fanno bene con i depositi. Si fa bollire un bollitore con una soluzione di aceto / acido citrico e acqua, dopodiché la bilancia scompare.
E senza un altro fenomeno chimico, non ci sarebbero deliziose torte e focacce della mamma: stiamo parlando estinguere la soda con l'aceto.
Quando la mamma spegne la soda in un cucchiaio con l'aceto, si verifica la seguente reazione: NaHCO 3 + CH 3 COOH=CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 . L'anidride carbonica risultante tende a lasciare l'impasto e quindi a modificarne la struttura, rendendolo poroso e sciolto.
A proposito, puoi dire a tua madre che non è affatto necessario spegnere la soda: reagirà comunque quando l'impasto entra nel forno. La reazione, tuttavia, andrà un po' peggio di quando la soda viene spenta. Ma a una temperatura di 60 gradi (e preferibilmente 200), la soda si decompone in carbonato di sodio, acqua e la stessa anidride carbonica. È vero, il gusto di torte e focacce già pronte potrebbe essere peggiore.
L'elenco dei fenomeni chimici domestici non è meno impressionante dell'elenco di tali fenomeni in natura. Grazie a loro abbiamo strade (la produzione dell'asfalto è un fenomeno chimico), case (la cottura dei mattoni), bellissimi tessuti per i vestiti (la tintura). Se ci pensi, diventa molto chiaro quanto sia sfaccettato e scienza interessante chimica. E quanti benefici si possono trarre dalla comprensione delle sue leggi.
Tra i tanti, tanti fenomeni inventati dalla natura e dall'uomo, ce ne sono di speciali difficili da descrivere e spiegare. Includono anche acqua che brucia. Come può essere, chiedi, perché l'acqua non brucia, spegne il fuoco? Come può bruciare? Ed ecco il punto.
La combustione dell'acqua è un fenomeno chimico, in cui i legami ossigeno-idrogeno vengono rotti in acqua con una miscela di sali sotto l'influenza delle onde radio. Il risultato è ossigeno e idrogeno. E, naturalmente, non è l'acqua stessa che brucia, ma l'idrogeno.
Allo stesso tempo, raggiunge una temperatura di combustione molto elevata (più di millecinquecento gradi), inoltre durante la reazione si forma nuovamente acqua.
Questo fenomeno è stato a lungo di interesse per gli scienziati che sognano di imparare a usare l'acqua come combustibile. Ad esempio, per le auto. Finora, questo è qualcosa dal regno della fantasia, ma chissà cosa gli scienziati saranno in grado di inventare molto presto. Uno degli ostacoli principali è che quando l'acqua brucia, viene rilasciata più energia di quella spesa per la reazione.
A proposito, qualcosa di simile può essere osservato in natura. Secondo una teoria, grandi onde singole, che appaiono come dal nulla, sono in realtà il risultato di un'esplosione di idrogeno. L'elettrolisi dell'acqua, che conduce ad essa, viene effettuata a causa dell'ingresso di scariche elettriche (fulmini) sulla superficie dell'acqua salata dei mari e degli oceani.
Ma non solo nell'acqua, ma anche sulla terraferma, si possono osservare fenomeni chimici sorprendenti. Se avessi la possibilità di visitare una grotta naturale, saresti sicuramente in grado di vedere bizzarri e bellissimi "ghiaccioli" naturali appesi al soffitto - stalattiti. Come e perché compaiono è spiegato da un altro interessante fenomeno chimico.
Un chimico, guardando una stalattite, vede, ovviamente, non un ghiacciolo, ma il carbonato di calcio CaCO 3. La base per la sua formazione sono le acque reflue, il calcare naturale e la stessa stalattite è costruita a causa della precipitazione del carbonato di calcio (crescita verso il basso) e della forza di adesione degli atomi in reticolo cristallino(crescita in larghezza).
A proposito, formazioni simili possono salire dal pavimento al soffitto - vengono chiamate stalagmiti. E se stalattiti e stalagmiti si incontrano e si uniscono in solide colonne, prendono un nome stalagnati.
Ogni giorno nel mondo si verificano molti fenomeni chimici sorprendenti, belli, oltre che pericolosi e spaventosi. Da molti, le persone hanno imparato a trarne vantaggio: creano materiali da costruzione, cucinano cibo, fanno percorrere lunghe distanze ai veicoli e molto altro.
Senza molti fenomeni chimici, l'esistenza della vita sulla terra non sarebbe possibile: senza lo strato di ozono, persone, animali, piante non sopravviverebbero a causa dei raggi ultravioletti. Senza la fotosintesi delle piante, gli animali e le persone non avrebbero nulla da respirare, e senza le reazioni chimiche della respirazione, questo problema non sarebbe affatto rilevante.
La fermentazione rende possibile la cottura dei cibi e l'analogo fenomeno chimico della putrefazione decompone le proteine in composti più semplici e le restituisce al ciclo delle sostanze in natura.
Anche la formazione di ossido quando il rame viene riscaldato, accompagnato da un bagliore luminoso, la combustione del magnesio, lo scioglimento dello zucchero, ecc., Sono considerati fenomeni chimici. E trovali un uso utile.
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In questo articolo imparerai a conoscere i 10 più comuni reazioni chimiche nella vita!
Reazione #1 - Fotosintesi
Le piante usano una reazione chimica fotosintesi per convertire l'anidride carbonica in acqua, cibo e ossigeno. Fotosintesiè una delle reazioni chimiche più comuni e importanti nella vita. Solo attraverso la fotosintesi le piante producono cibo per se stesse e per gli animali, converte l'anidride carbonica in ossigeno. 6 CO2 + 6 H2O + luce → C6H12O6 + 6 O2
Reazione #2 - Respirazione cellulare aerobica
Respirazione cellulare aerobicaè il processo opposto della fotosintesi in quanto l'energia delle molecole si combina con l'ossigeno che respiriamo per rilasciare l'energia di cui le nostre cellule hanno bisogno, più anidride carbonica e acqua. L'energia utilizzata dalle cellule è una reazione chimica sotto forma di ATP.
Equazione generale della respirazione cellulare aerobica: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O + energia (36 ATP)
Reazione #3 - Respirazione anaerobica
A differenza della respirazione cellulare aerobica, respirazione anaerobica descrive un insieme di reazioni chimiche che consentono alle cellule di ottenere energia da molecole complesse senza ossigeno. Le cellule dei muscoli eseguono la respirazione anaerobica quando si esaurisce l'ossigeno fornito loro, come durante periodi intensi o prolungati esercizio. La respirazione anaerobica di lieviti e batteri viene utilizzata per fermentare, produrre etanolo, anidride carbonica e altre sostanze chimiche che producono formaggio, vino, birra, pane e molti altri alimenti.
Equazione chimica generale per la respirazione anaerobica: C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 + energia
Reazione #4 - Combustione
Ogni volta che accendi un fiammifero, accendi una candela, accendi un fuoco o accendi una griglia, stai assistendo a una reazione di combustione. Reazione di combustione combina le molecole di energia con l'ossigeno per formare anidride carbonica e acqua.
Ad esempio, la reazione di combustione del propano che si trova nelle griglie a gas e in alcuni caminetti è: C 3 H 8 + 5O 2 → 4H 2 O + 3CO 2 + energia
Reazione #5 - Ruggine
Col passare del tempo il ferro diventa rosso, chiamata copertura a sbuffo ruggine. Questo è un esempio di reazione di ossidazione. Altri articoli per la casa includono la modellatura del verderame.
Equazione chimica per la ruggine di ferro: Fe + O 2 + H 2 O → Fe 2 O 3. XH2O
Reazione #6 - Miscelazione di sostanze chimiche
Se mescoli l'aceto con il bicarbonato di sodio o il latte con il lievito in una ricetta, vedrai come cambierà la reazione. Gli ingredienti si ricombinano per formare anidride carbonica e acqua. Diossido di carbonio crea bolle e aiuta la torta a lievitare.
In pratica, questa reazione è abbastanza semplice, ma spesso consiste in diversi passaggi. Ecco il generale equazione chimica per la reazione del bicarbonato di sodio con l'aceto: HC 2 H 3 O 2 (aq) + NaHCO 3 (aq) → NaC 2 H 3 O 2 (aq) + H 2 O () + CO 2 (g)
Reazione #7 - Batteria
Reazioni elettrochimiche o redox batterie utilizzato per convertire l'energia chimica in energia elettrica. Le reazioni redox spontanee si verificano nelle celle galvaniche, mentre quelle non spontanee si verificano negli elettrolizzatori.
Reazione #8 - Digestione
Nel processo avvengono migliaia di reazioni chimiche digestione. Non appena metti del cibo in bocca, l'enzima nella tua saliva amilasi, inizia a scomporre lo zucchero e altri carboidrati in forme più semplici in modo da poter assorbire il cibo. Acido cloridrico nello stomaco, reagisce con il cibo per scomporlo, mentre gli enzimi scompongono proteine e grassi in modo che possano passare attraverso il sangue attraverso la parete intestinale.
Reazione n. 9 - Acido-base
Ogni volta che combini acidi con una base, stai facendo reazione acido-base. Questa è la reazione di neutralizzazione di un acido e una base per formare un sale e acqua.
Equazione chimica per reazione acido-base, che produce cloruro di potassio: HCl + KOH → KCl + H2O
Reazione #10 - Saponi e detergenti
Saponi e detergenti sono ottenuti da reazioni chimiche pure. Sapone emulsiona lo sporco, il che significa che le macchie di olio sono legate al sapone in modo che possano essere rimosse con acqua. Detergenti agiscono come tensioattivi, abbassando la tensione superficiale dell'acqua in modo che possano interagire con gli oli, isolarli e pulirli.
Scommetto che hai notato più di una volta che qualcosa come l'anello d'argento della mamma si scurisce con il tempo. O come si arrugginisce un chiodo. O come i tronchi di legno bruciano in cenere. Bene, ok, se alla mamma non piace l'argento e non sei mai andato a fare escursioni, hai visto esattamente come viene preparata una bustina di tè in una tazza.
Cosa accomuna tutti questi esempi? E il fatto che sono tutti fenomeni chimici.
Un fenomeno chimico si verifica quando alcune sostanze si trasformano in altre: nuove sostanze hanno una composizione diversa e nuove proprietà. Se ricordi anche la fisica, ricorda che i fenomeni chimici si verificano a livello molecolare e atomico, ma non influenzano la composizione dei nuclei degli atomi.
Dal punto di vista della chimica, questa non è altro che una reazione chimica. E per ogni reazione chimica, è necessariamente possibile identificare caratteristiche caratteristiche:
Inoltre, è stato da tempo definito un elenco di condizioni necessarie affinché si verifichi una reazione chimica:
Scrivendo l'equazione di una reazione chimica in lettere e numeri, descrivi così l'essenza di un fenomeno chimico. E la legge di conservazione della massa è una delle regole più importanti nella compilazione di tali descrizioni.
Certo, capisci che la chimica non avviene solo in provetta nel laboratorio della scuola. I fenomeni chimici più impressionanti che puoi osservare in natura. E il loro significato è così grande che non ci sarebbe vita sulla terra se non fosse per alcuni dei fenomeni chimici naturali.
Quindi, prima di tutto, parliamone fotosintesi. Questo è il processo mediante il quale le piante assorbono l'anidride carbonica dall'atmosfera e producono ossigeno se esposte alla luce solare. Respiriamo questo ossigeno.
In generale, la fotosintesi procede in due fasi e l'illuminazione è necessaria solo per una. Gli scienziati hanno condotto vari esperimenti e hanno scoperto che la fotosintesi procede anche in condizioni di scarsa illuminazione. Ma con un aumento della quantità di luce, il processo è notevolmente accelerato. È stato anche osservato che se la luce e la temperatura della pianta vengono entrambe aumentate contemporaneamente, il tasso di fotosintesi aumenta ancora di più. Ciò avviene fino a un certo limite, dopodiché un ulteriore aumento dell'illuminazione cessa di accelerare la fotosintesi.
Il processo di fotosintesi coinvolge i fotoni emessi dal sole e speciali molecole di pigmento delle piante: la clorofilla. Nelle cellule vegetali si trova nei cloroplasti, che è ciò che rende verdi le foglie.
Da un punto di vista chimico, la fotosintesi è una catena di trasformazioni che si traduce in ossigeno, acqua e carboidrati come riserva di energia.
Inizialmente, si credeva che l'ossigeno si formasse a seguito della scissione dell'anidride carbonica. Successivamente, tuttavia, Cornelius Van Niel scoprì che l'ossigeno si forma a seguito della fotolisi dell'acqua. Recenti studi hanno confermato questa ipotesi.
L'essenza della fotosintesi può essere descritta utilizzando la seguente equazione: 6CO 2 + 12H 2 O + luce \u003d C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O.
Respiro, compreso il nostro con te, – è anche un fenomeno chimico. Inaliamo l'ossigeno prodotto dalle piante ed espiriamo anidride carbonica.
Ma non solo l'anidride carbonica si forma a causa della respirazione. La cosa principale in questo processo è che a causa della respirazione viene rilasciata una grande quantità di energia e questo metodo per ottenerla è molto efficace.
Inoltre, il risultato intermedio delle diverse fasi della respirazione è un gran numero di composti diversi. E quelli, a loro volta, servono come base per la sintesi di aminoacidi, proteine, vitamine, grassi e acidi grassi.
Il processo di respirazione è complesso e suddiviso in più fasi. Ognuno dei quali utilizza un gran numero di enzimi che fungono da catalizzatori. Lo schema delle reazioni chimiche della respirazione è quasi lo stesso negli animali, nelle piante e persino nei batteri.
Dal punto di vista della chimica, la respirazione è il processo di ossidazione dei carboidrati (come opzione: proteine, grassi) con l'aiuto dell'ossigeno, a seguito della reazione si ottengono acqua, anidride carbonica ed energia che le cellule immagazzinano in ATP: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 \u003d CO 2 + 6H 2 O + 2,87 * 10 6 J.
A proposito, abbiamo detto sopra che le reazioni chimiche possono essere accompagnate dall'emissione di luce. Anche nel caso della respirazione e delle reazioni chimiche che ne derivano, questo è vero. Glow (luminescenza) può alcuni microrganismi. Sebbene l'efficienza energetica della respirazione diminuisca.
Combustione si verifica anche con la partecipazione di ossigeno. Di conseguenza, il legno (e altri combustibili solidi) si trasforma in cenere, una sostanza con composizione e proprietà completamente diverse. Inoltre, durante il processo di combustione, viene rilasciata una grande quantità di calore e luce, oltre a gas.
Certo, non solo le sostanze solide bruciano, ma con il loro aiuto è stato più conveniente fare un esempio in questo caso.
Dal punto di vista chimico la combustione è una reazione ossidativa che procede ad altissima velocità. E a una velocità di reazione molto, molto alta, può verificarsi un'esplosione.
Schematicamente, la reazione può essere scritta come segue: sostanza + O 2 → ossidi + energia.
Come fenomeno chimico naturale, consideriamo e decadimento.
In effetti, questo è lo stesso processo della combustione, solo che procede molto più lentamente. Il decadimento è l'interazione di sostanze complesse contenenti azoto con l'ossigeno con la partecipazione di microrganismi. La presenza di umidità è uno dei fattori che contribuiscono al verificarsi del decadimento.
Come risultato di reazioni chimiche, ammoniaca, acidi grassi volatili, anidride carbonica, idrossiacidi, alcoli, ammine, scatolo, indolo, idrogeno solforato, mercaptani si formano dalle proteine. Alcuni dei composti contenenti azoto formati come risultato del decadimento sono velenosi.
Se torniamo al nostro elenco di segni di una reazione chimica, ne troveremo molti anche in questo caso. In particolare, c'è una sostanza iniziale, un reagente, prodotti di reazione. Tra le caratteristiche, notiamo il rilascio di calore, gas (odore forte), cambiamento di colore.
Per la circolazione delle sostanze in natura il decadimento è molto importante: permette di trasformare le proteine degli organismi morti in composti adatti all'assorbimento da parte delle piante. E il cerchio ricomincia.
Sicuramente avrai notato quanto sia facile respirare d'estate dopo un temporale. E anche l'aria diventa particolarmente fresca e acquista un odore caratteristico. Ogni volta dopo un temporale estivo, puoi osservare un altro fenomeno chimico comune in natura: formazione di ozono.
L'ozono (O 3) nella sua forma pura è un gas blu. In natura, la più alta concentrazione di ozono si trova nell'alta atmosfera. Lì funge da scudo per il nostro pianeta. Che lo protegge dalla radiazione solare proveniente dallo spazio e non permette alla Terra di raffreddarsi, poiché ne assorbe anche la radiazione infrarossa.
In natura, l'ozono si forma principalmente a causa dell'irradiazione dell'aria con i raggi ultravioletti del Sole (3O 2 + luce UV → 2O 3). E anche con scariche elettriche di fulmini durante un temporale.
In un temporale, sotto l'influenza del fulmine, parte delle molecole di ossigeno si scompone in atomi, l'ossigeno molecolare e atomico si combina e si forma O 3.
Ecco perché sentiamo una freschezza speciale dopo un temporale, respiriamo più facilmente, l'aria sembra più trasparente. Il fatto è che l'ozono è un agente ossidante molto più forte dell'ossigeno. E in una piccola concentrazione (come dopo un temporale) è al sicuro. E anche utile, perché decompone le sostanze nocive nell'aria. Infatti lo disinfetta.
Tuttavia, in grandi dosi, l'ozono è molto pericoloso per le persone, gli animali e persino le piante, per loro è velenoso.
A proposito, le proprietà disinfettanti dell'ozono ottenute in laboratorio sono ampiamente utilizzate per ozonizzare l'acqua, proteggere i prodotti dal deterioramento, in medicina e cosmetologia.
Naturalmente, questo non è un elenco completo degli incredibili fenomeni chimici in natura che rendono la vita sul pianeta così diversa e bella. Puoi saperne di più su di loro se ti guardi intorno attentamente e tieni le orecchie aperte. Ci sono molti fenomeni sorprendenti in giro che aspettano solo che tu ti interessi a loro.
Questi includono quelli che possono essere osservati nella vita quotidiana dell'uomo moderno. Alcuni sono abbastanza semplici e ovvi, chiunque può osservarli nella propria cucina: ad esempio, preparare il tè. Le foglie di tè riscaldate con acqua bollente cambiano le loro proprietà, di conseguenza cambia anche la composizione dell'acqua: acquista colore, gusto e proprietà diverse. Cioè, si ottiene una nuova sostanza.
Se lo zucchero viene versato nello stesso tè, a seguito di una reazione chimica, si otterrà una soluzione che avrà nuovamente una serie di nuove caratteristiche. Prima di tutto, nuovo, dolce, gusto.
Usando l'esempio di una preparazione del tè forte (concentrata), puoi condurre autonomamente un altro esperimento: alleggerire il tè con una fetta di limone. A causa degli acidi contenuti nel succo di limone, il liquido cambierà ancora una volta la sua composizione.
Quali altri fenomeni puoi osservare nella vita di tutti i giorni? Ad esempio, i fenomeni chimici includono il processo combustione del carburante nel motore.
Per semplificare, la reazione della combustione del carburante nel motore può essere descritta come segue: ossigeno + carburante = acqua + anidride carbonica.
In generale, nella camera di un motore a combustione interna avvengono diverse reazioni, in cui sono coinvolti carburante (idrocarburi), aria e una scintilla di accensione. O meglio, non solo carburante: una miscela aria-carburante di idrocarburi, ossigeno, azoto. Prima dell'accensione, la miscela viene compressa e riscaldata.
La combustione della miscela avviene in una frazione di secondo, di conseguenza, il legame tra gli atomi di idrogeno e carbonio viene distrutto. A causa di ciò, viene rilasciata una grande quantità di energia, che mette in moto il pistone e quello - l'albero motore.
Successivamente, gli atomi di idrogeno e carbonio si combinano con gli atomi di ossigeno, si formano acqua e anidride carbonica.
Idealmente, la reazione della completa combustione del carburante dovrebbe assomigliare a questa: C n H 2n+2 + (1,5n+0,5) O 2 = nCO 2 + (n+1) H 2 O. In realtà, i motori a combustione interna non sono così efficienti. Supponiamo che se l'ossigeno non è sufficiente durante la reazione, si forma CO come risultato della reazione. E con una maggiore mancanza di ossigeno si forma la fuliggine (C).
Formazione della placca sui metalli a causa dell'ossidazione (ruggine sul ferro, patina sul rame, oscuramento dell'argento) - anche dalla categoria dei fenomeni chimici domestici.
Prendiamo il ferro come esempio. La ruggine (ossidazione) si verifica sotto l'influenza dell'umidità (umidità dell'aria, contatto diretto con l'acqua). Il risultato di questo processo è l'idrossido di ferro Fe 2 O 3 (più precisamente, Fe 2 O 3 * H 2 O). Potresti vederlo come un rivestimento sciolto, ruvido, arancione o bruno-rossastro sulla superficie dei prodotti in metallo.
Un altro esempio è il rivestimento verde (patina) sulla superficie di oggetti in rame e bronzo. Si forma nel tempo sotto l'influenza dell'ossigeno atmosferico e dell'umidità: 2Cu + O 2 + H 2 O + CO 2 \u003d Cu 2 CO 5 H 2 (o CuCO 3 * Cu (OH) 2). Il risultante carbonato di rame basico si trova anche in natura sotto forma di malachite minerale.
E un altro esempio di una lenta reazione ossidativa di un metallo in condizioni domestiche è la formazione di un rivestimento scuro di solfuro d'argento Ag 2 S sulla superficie di oggetti in argento: gioielli, posate, ecc.
La “responsabilità” della sua presenza è a carico delle particelle di zolfo, che sono presenti sotto forma di idrogeno solforato nell'aria che respiriamo. L'argento può anche scurirsi a contatto con alimenti contenenti zolfo (uova, per esempio). La reazione è la seguente: 4Ag + 2H 2 S + O 2 = 2Ag 2 S + 2H 2 O.
Torniamo in cucina. Qui puoi considerare alcuni fenomeni chimici più interessanti: formazione di calcare nel bollitore uno di loro.
In condizioni domestiche non c'è acqua chimicamente pura, i sali metallici e altre sostanze sono sempre disciolti in varie concentrazioni. Se l'acqua è satura di sali di calcio e magnesio (idrocarbonati), si chiama dura. Maggiore è la concentrazione di sale, più dura è l'acqua.
Quando tale acqua viene riscaldata, questi sali subiscono la decomposizione in anidride carbonica e un precipitato insolubile (CaCO 3 emgCO 3). Puoi osservare questi depositi solidi guardando nel bollitore (e anche guardando gli elementi riscaldanti di lavatrici, lavastoviglie e ferri da stiro).
Oltre al calcio e al magnesio (da cui si formano le scaglie di carbonato), nell'acqua è spesso presente anche il ferro. Durante le reazioni chimiche di idrolisi e ossidazione, da esso si formano idrossidi.
A proposito, quando stai per sbarazzarti delle incrostazioni nel bollitore, puoi osservare un altro esempio di chimica divertente nella vita di tutti i giorni: l'aceto da tavola ordinario e l'acido citrico fanno bene con i depositi. Si fa bollire un bollitore con una soluzione di aceto / acido citrico e acqua, dopodiché la bilancia scompare.
E senza un altro fenomeno chimico, non ci sarebbero deliziose torte e focacce della mamma: stiamo parlando estinguere la soda con l'aceto.
Quando la mamma spegne la soda in un cucchiaio con l'aceto, si verifica la seguente reazione: NaHCO 3 + CH 3 COOH=CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 . L'anidride carbonica risultante tende a lasciare l'impasto e quindi a modificarne la struttura, rendendolo poroso e sciolto.
A proposito, puoi dire a tua madre che non è affatto necessario spegnere la soda: reagirà comunque quando l'impasto entra nel forno. La reazione, tuttavia, andrà un po' peggio di quando la soda viene spenta. Ma a una temperatura di 60 gradi (e preferibilmente 200), la soda si decompone in carbonato di sodio, acqua e la stessa anidride carbonica. È vero, il gusto di torte e focacce già pronte potrebbe essere peggiore.
L'elenco dei fenomeni chimici domestici non è meno impressionante dell'elenco di tali fenomeni in natura. Grazie a loro abbiamo strade (la produzione dell'asfalto è un fenomeno chimico), case (la cottura dei mattoni), bellissimi tessuti per i vestiti (la tintura). Se ci pensi, diventa chiaramente chiaro quanto sia sfaccettata e interessante la scienza della chimica. E quanti benefici si possono trarre dalla comprensione delle sue leggi.
Tra i tanti, tanti fenomeni inventati dalla natura e dall'uomo, ce ne sono di speciali difficili da descrivere e spiegare. Includono anche acqua che brucia. Come può essere, chiedi, perché l'acqua non brucia, spegne il fuoco? Come può bruciare? Ed ecco il punto.
La combustione dell'acqua è un fenomeno chimico, in cui i legami ossigeno-idrogeno vengono rotti in acqua con una miscela di sali sotto l'influenza delle onde radio. Il risultato è ossigeno e idrogeno. E, naturalmente, non è l'acqua stessa che brucia, ma l'idrogeno.
Allo stesso tempo, raggiunge una temperatura di combustione molto elevata (più di millecinquecento gradi), inoltre durante la reazione si forma nuovamente acqua.
Questo fenomeno è stato a lungo di interesse per gli scienziati che sognano di imparare a usare l'acqua come combustibile. Ad esempio, per le auto. Finora, questo è qualcosa dal regno della fantasia, ma chissà cosa gli scienziati saranno in grado di inventare molto presto. Uno degli ostacoli principali è che quando l'acqua brucia, viene rilasciata più energia di quella spesa per la reazione.
A proposito, qualcosa di simile può essere osservato in natura. Secondo una teoria, grandi onde singole, che appaiono come dal nulla, sono in realtà il risultato di un'esplosione di idrogeno. L'elettrolisi dell'acqua, che conduce ad essa, viene effettuata a causa dell'ingresso di scariche elettriche (fulmini) sulla superficie dell'acqua salata dei mari e degli oceani.
Ma non solo nell'acqua, ma anche sulla terraferma, si possono osservare fenomeni chimici sorprendenti. Se avessi la possibilità di visitare una grotta naturale, saresti sicuramente in grado di vedere bizzarri e bellissimi "ghiaccioli" naturali appesi al soffitto - stalattiti. Come e perché compaiono è spiegato da un altro interessante fenomeno chimico.
Un chimico, guardando una stalattite, vede, ovviamente, non un ghiacciolo, ma il carbonato di calcio CaCO 3. La base per la sua formazione sono le acque reflue, il calcare naturale e la stessa stalattite è costruita a causa della precipitazione del carbonato di calcio (crescita verso il basso) e della forza di adesione degli atomi nel reticolo cristallino (crescita in larghezza).
A proposito, formazioni simili possono salire dal pavimento al soffitto - vengono chiamate stalagmiti. E se stalattiti e stalagmiti si incontrano e si uniscono in solide colonne, prendono un nome stalagnati.
Ogni giorno nel mondo si verificano molti fenomeni chimici sorprendenti, belli, oltre che pericolosi e spaventosi. Da molti, le persone hanno imparato a trarne vantaggio: creano materiali da costruzione, cucinano cibo, fanno percorrere lunghe distanze ai veicoli e molto altro.
Senza molti fenomeni chimici, l'esistenza della vita sulla terra non sarebbe possibile: senza lo strato di ozono, persone, animali, piante non sopravviverebbero a causa dei raggi ultravioletti. Senza la fotosintesi delle piante, gli animali e le persone non avrebbero nulla da respirare, e senza le reazioni chimiche della respirazione, questo problema non sarebbe affatto rilevante.
La fermentazione rende possibile la cottura dei cibi e l'analogo fenomeno chimico della putrefazione decompone le proteine in composti più semplici e le restituisce al ciclo delle sostanze in natura.
Anche la formazione di ossido quando il rame viene riscaldato, accompagnato da un bagliore luminoso, la combustione del magnesio, lo scioglimento dello zucchero, ecc., Sono considerati fenomeni chimici. E trovali un uso utile.
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