Katasonov Nikita, Savostyanova Evgenia, Zadorina Elizaveta, Dmitriev Ilya, Ermakov Pavel
Projeto de pesquisa" reações químicas dentro Vida cotidiana" preparado por um grupo de alunos do 8º ao 9º ano para uma conferência escolar trabalho de pesquisa . Metas e objetivos:
1. Identificação das reações químicas mais utilizadas no dia a dia.
2. Análise da literatura para estabelecer a essência reações.
3. Defina o grau de segurança (perigo) dos produtos de reação para humanos.
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Reações químicas em nossa vida diária Participantes do projeto: 1. Evgenia Konstantinovna Savostyanova 9ª série 2. Elizaveta Vadimovna Zadorina 8ª série 3. Pavel Igorevich Ermakov 9ª série 4. Ilya Alekseevich Dmitriev 9ª série 5. Nikita Sergeevich Katasonov 9ª série Líder: Elena Alexandrovna Lazareva 2014 Instituição educacional orçamentária municipal "Secundária escola compreensiva Nº 17"
Relevância do tema escolhido Atualmente, são conhecidas milhões de substâncias diferentes. Muitos deles são usados não só na indústria e agricultura mas também na vida cotidiana. Infelizmente, nem todas as pessoas possuem conhecimentos químicos elementares sobre substâncias e suas transformações. Acreditamos que é necessário incutir a alfabetização química desde o banco da escola. Portanto, o tópico "Reações químicas em nossa vida diária" será relevante.
Metas e objetivos: 1. Identificação das reações químicas mais utilizadas no dia a dia. 2. Análise da literatura para estabelecer a natureza das reações. 3. Determinar o grau de segurança (perigo) dos produtos de reação para humanos.
Combustão de gás natural A Rússia é líder em reservas e produção de gás natural. Portanto, em nossas casas, usamos a reação de combustão do gás natural para gerar energia térmica. Gás natural - uma mistura de gases formada nas entranhas da Terra durante a decomposição anaeróbica matéria orgânica. Composição química: etano (C 2 H 6), propano (C 3 H 8) butano (C 4 H 10). Bem como outras substâncias não hidrocarbonadas: hidrogênio (H 2), sulfeto de hidrogênio (H 2 S), dióxido de carbono (CO 2), nitrogênio (N 2), hélio (He). A parte principal do gás natural é o metano (CH 4) - de 92 a 98%. É um gás incolor, leve, inflamável, inodoro, quase insolúvel em água. Uma mistura de metano no ar é explosiva. A reação de combustão do metano CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O + Q. O metano queima com uma chama azulada ou quase incolor, liberando um grande número de calor (879 kJ/mol). Ao usar equipamentos a gás em casa, é necessário: verificar a chaminé, ventilar o ambiente, monitorar o estado dos gasodutos, não sair do trabalho equipamento de gás sem atenção.
fósforo aceso grande seleção uma variedade de isqueiros, fósforos são muito populares. O que acontece quando um fósforo é aceso? Aqui eles bateram nas caixas. Havia uma chama e um forte cheiro de "enxofre". O processo começou sob a ação do atrito. Primeiro, o fósforo vermelho pegou fogo, que estava na caixa de fósforos 4P + 5O 2 = 2P 2 O 5 fonte de odor pungente). A cabeça ateou fogo à madeira C 6 H 10 O 5 + 6O 2 \u003d 6CO 2 + 5H 2 O Quase todos os produtos da combustão são prejudiciais ao corpo. Somente quando um fósforo é queimado, uma quantidade insignificante deles é liberada, o que não tem efeito significativo sobre uma pessoa. Mas ao usar fósforos, uma pessoa quimicamente educada deve lembrar que "FÓSFOROS NÃO SÃO PERIGOSOS!"
Hidrólise do sabão Na produção e na vida cotidiana, o sabão é uma mistura técnica de sais solúveis em água de ácidos graxos superiores, geralmente com a adição de algumas outras substâncias que têm efeito detergente. As misturas são geralmente à base de sais de sódio (raramente potássio e amônio) de ácidos graxos saturados e insaturados com o número de átomos de carbono na molécula de 12 a 18 (esteárico, palmítico, mirístico, láurico e oleico). Os sabões geralmente também incluem sais de ácidos naftênicos e resínicos e, às vezes, outros compostos que possuem detergência em soluções. Os sabonetes são formados por uma base forte e um ácido fraco, portanto são facilmente hidrolisados: C 17 H 35 COOHa + H 2 O \u003d C 17 H 35 COOH + NaOH O ambiente de hidrólise é alcalino, portanto os sabonetes são bastante agressivos para a pele e seu uso freqüente leva ao desengorduramento. Existem muitas variedades e marcas de sabonetes e, antes de escolher o mais adequado, você precisa determinar o tipo de sua pele. A pele oleosa costuma ser brilhante devido ao suor intenso e à separação do óleo, geralmente tem poros dilatados. Já 2 horas após a lavagem, a pele oleosa deixa manchas em um guardanapo aplicado no rosto. Para essa pele, é necessário sabonete com leve efeito de secagem. A pele seca é fina e muito sensível ao vento e ao clima, e os poros são pequenos e finos; ele racha facilmente porque não é flexível o suficiente. É necessário criar o máximo de conforto e tratamento econômico para essa pele, é melhor usar sabonetes caros. A pele normal é macia, suave e tem poros de tamanho médio.
Peróxido de hidrogênio O peróxido de hidrogênio é o representante mais simples dos peróxidos. Líquido incolor com sabor "metálico", ilimitadamente solúvel em água, álcool e éter. O ego é freqüentemente usado na vida cotidiana como alvejante e anti-séptico. Quando o peróxido de hidrogênio se decompõe (quando tratamos uma ferida), a água e o gás oxigênio são liberados. 2H 2 O 2 \u003d O 2 + 2H 2 O Em doses baixas, uma pequena quantidade de oxigênio é liberada de acordo. Em um pequeno volume, o oxigênio puro não é perigoso, mas em um grande volume? E com uma grande quantidade, o oxigênio puro é tóxico e pode causar uma forma pulmonar de envenenamento por oxigênio e um efeito prejudicial no centro sistema nervoso. A primeira exposição é acompanhada pelos seguintes sintomas: irritação do tecido pulmonar. Pode começar com leve irritação da garganta seguida de tosse. Em casos graves, pode haver queimação prolongada no peito e tosse incontrolável. A forma pulmonar da intoxicação por oxigênio também pode causar diminuição da capacidade pulmonar e diminuição da capacidade de troca de gases, embora essas complicações sejam extremamente raras. E os sintomas da segunda exposição (toxicidade do SNC) incluem: distúrbios visuais (visão de túnel, incapacidade de foco), deficiência auditiva (zumbido nos ouvidos, aparecimento de sons estranhos), náusea, contrações convulsivas (especialmente músculos faciais), aumento sensibilidade a estímulos externos e tonturas. Mas tudo isso só é possível com o uso de grandes volumes de peróxido de hidrogênio, e o peróxido usual de 3% é incapaz disso.
Resfriamento de refrigerante com vinagre O processo de resfriamento de refrigerante com vinagre é usado ao amassar massa para pãezinhos e panquecas. Bicarbonato de sódio quando exposto Temperatura alta ou um ambiente ácido dá uma reação aumentada para liberar dióxido de carbono, que por sua vez leva ao esplendor e à porosidade. CH 3 COOH + NaHCO 3 \u003d CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 A questão "temperar ou não temperar refrigerante com vinagre ao assar" é tão eterna quanto a pergunta: "quem veio primeiro - o ovo ou a galinha ." No entanto, depois de vasculhar a literatura, divida vários sites em Incluindo e estrangeiros, chegaram à conclusão de que esta questão está na força de 70-80 anos. Analisando muitas receitas da antiga culinária russa, não encontrei uma única em que o refrigerante fosse mencionado. Anteriormente, os pastéis em nosso país eram em sua maioria à base de fermento, ou sem a adição de nenhum acelerador de crescimento e soltura. Assim, o bicarbonato de sódio foi inventado pelo químico francês Leblanc no final do século XVIII. Esta invenção chegou à Rússia muito mais tarde, depois que um novo método de fabricação foi obtido. Assim que as donas de casa russas adquiriram um produto como o refrigerante, começaram a aplicá-lo e usá-lo na culinária. Por que foi decidido extinguir o refrigerante? Sim, simplesmente porque nossa tradição é comer tudo “quente, quente” em este caso- apenas prejudicial. O refrigerante rápido em assados quentes tem um sabor "sabão" muito desagradável. O que foi "corrigido" extinguindo-o, ou seja, adicionando água fervente ou produtos lácteos fermentados ao refrigerante. Para panquecas este método e agora dá resultados muito bons. No entanto, você pode imaginar o que acontecerá com a massa de shortbread se você derramar um copo de água fervente nela? A resposta é óbvia. Portanto, foi inventado para substituir a água fervente ou produtos lácteos fermentados por vinagre diluído a 9% ou suco de limão.
Conclusão Podemos observar muitas reações químicas não apenas nas aulas de química, mas também na vida cotidiana. Essas reações não são apenas seguras (sujeitas às regras de segurança), mas algumas delas são inúteis. Por exemplo: extinguir refrigerante com vinagre, qualquer cozinheiro habilidoso diria que isso é perda de tempo. Mas sem reações como hidrólise e combustão, simplesmente não temos ideia de existência futura. Durante essas reações químicas, gases são liberados. Eles são seguros (em certa quantidade). Usando substancias químicas na vida cotidiana, é necessário cumprir as normas de segurança.
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Por último 200 anos de humanidade estudou as propriedades das substâncias melhor do que em toda a história do desenvolvimento da química. Naturalmente, o número de substâncias também está crescendo rapidamente, isso se deve principalmente ao desenvolvimento vários métodos receber substâncias.
Na vida cotidiana, nos deparamos com muitas substâncias. Entre eles estão água, ferro, alumínio, plástico, refrigerante, sal e muitos outros.
Substâncias que existem na natureza, como oxigênio e nitrogênio contidos no ar, substâncias dissolvidas na água e de origem natural, são chamadas de substâncias naturais.
Alumínio, zinco, acetona, cal, sabão, aspirina, polietileno e muitas outras substâncias não existem na natureza. São obtidos em laboratório e produzidos pela indústria. Substâncias artificiais não ocorrem na natureza, elas são criadas a partir de substâncias naturais.
Algumas substâncias que existem na natureza também podem ser obtidas em um laboratório químico. Assim, quando o permanganato de potássio é aquecido, o oxigênio é liberado e quando o giz é aquecido - dióxido de carbono. Os cientistas aprenderam como transformar grafite em diamante, cultivar cristais de rubi, safira e malaquita.
Assim, juntamente com as substâncias origem natural Há um grande número de substâncias criadas artificialmente que não são encontradas na natureza. Substâncias que não são encontradas na natureza são produzidas em várias empresas: fábricas, fábricas, colheitadeiras, etc.
Em exaustão recursos naturais do nosso planeta, os químicos enfrentam agora uma importante tarefa: desenvolver e implementar métodos pelos quais seja possível obter artificialmente, em laboratório ou produção industrial, substâncias que sejam análogas às substâncias naturais. Por exemplo, as reservas de combustíveis fósseis na natureza estão se esgotando.
Pode chegar um momento em que o petróleo e gás natural acabar. Já estão sendo desenvolvidos novos tipos de combustíveis que seriam igualmente eficientes, mas não poluiriam meio Ambiente. Até hoje, a humanidade aprendeu a obter artificialmente vários pedras preciosas por exemplo, diamantes, esmeraldas, berilos.
As substâncias podem existir em vários estados de agregação, três dos quais você conhece: sólido, líquido, gasoso. Por exemplo, a água na natureza existe em todos os três estados de agregação: sólido (na forma de gelo e neve), líquido (água líquida) e gasoso (vapor d'água).
Substâncias conhecidas que não podem existir em condições normais em todos os três estados agregados. Um exemplo disso é o dióxido de carbono. À temperatura ambiente, é um gás inodoro e incolor. A -79°С esta substância "congela" e se transforma em um sólido estado de agregação. O nome doméstico (trivial) para tal substância é "gelo seco". Esse nome é dado a essa substância devido ao fato de que o "gelo seco" se transforma em dióxido de carbono sem derreter, ou seja, sem passar para o estado líquido de agregação, que está presente, por exemplo, na água.
Assim, uma conclusão importante pode ser tirada. Quando uma substância passa de um estado de agregação para outro, ela não se transforma em outras substâncias. O próprio processo de alguma mudança, transformação, é chamado de fenômeno.
Fenômenos nos quais as substâncias mudam o estado de agregação, mas não se transformam em outras substâncias, são chamados de físicos.
Cada substância individual tem certas propriedades. As propriedades das substâncias podem ser diferentes ou semelhantes entre si. Cada substância é descrita usando um conjunto de propriedades físicas e químicas.
Tomemos a água como exemplo. A água congela e se transforma em gelo a uma temperatura de 0°C, e ferve e se transforma em vapor a uma temperatura de +100°C. Esses fenômenos são físicos, pois a água não se transformou em outras substâncias, apenas ocorre uma mudança no estado de agregação. Esses pontos de congelamento e ebulição são propriedades físicas específicas da água.
As propriedades das substâncias que são determinadas por medições ou visualmente na ausência da transformação de algumas substâncias em outras são chamadas físicas
A evaporação do álcool, como a evaporação da água- fenômenos físicos, substâncias ao mesmo tempo mudam o estado de agregação. Após o experimento, você pode ter certeza de que o álcool evapora mais rápido que a água - essas são as propriedades físicas dessas substâncias.
As principais propriedades físicas das substâncias incluem o seguinte: estado de agregação, cor, odor, solubilidade em água, densidade, ponto de ebulição, ponto de fusão, condutividade térmica, condutividade elétrica.
Propriedades físicas como cor, cheiro, sabor e formato dos cristais podem ser determinadas visualmente, usando os sentidos, e densidade, condutividade elétrica, pontos de fusão e ebulição são determinados por medição. Informação sobre propriedades físicas ah muitas substâncias são coletadas na literatura especializada, por exemplo, em livros de referência.
As propriedades físicas de uma substância dependem do seu estado de agregação. Por exemplo, a densidade do gelo, da água e do vapor de água é diferente. O oxigênio gasoso é incolor e o oxigênio líquido é azul.
O conhecimento das propriedades físicas ajuda a "reconhecer" muitas substâncias. Por exemplo, cobre- o único metal vermelho. Apenas o sal de mesa tem sabor salgado. iodo- um sólido quase preto que se transforma em vapor roxo quando aquecido. Na maioria dos casos, para definir uma substância, várias de suas propriedades devem ser consideradas.
Como exemplo, caracterizamos as propriedades físicas da água:
Ao descrever as propriedades físicas dos sólidos, costuma-se descrever a estrutura da substância. Se você observar uma amostra de sal de mesa com uma lupa, notará que o sal consiste em muitos cristais minúsculos. Cristais muito grandes também podem ser encontrados em depósitos de sal.
Cristais - corpos sólidos, tendo a forma de poliedros regulares
Cristais podem ter forma diferente e tamanho. Cristais de certas substâncias, como mesa sal – frágil, fácil de quebrar. Existem cristais bastante duros. Por exemplo, um dos minerais mais duros é o diamante.
Se você observar os cristais de sal ao microscópio, notará que todos eles têm uma estrutura semelhante. Se considerarmos, por exemplo, partículas de vidro, todas elas terão uma estrutura diferente - essas substâncias são chamadas de amorfas. Para substâncias amorfas incluem vidro, amido, âmbar, cera de abelha.
Substâncias amorfas - substâncias que não possuem uma estrutura cristalina
Se em fenômenos físicos as substâncias, via de regra, mudam apenas o estado de agregação; então, com os fenômenos químicos, algumas substâncias se transformam em outras substâncias.
Aqui estão alguns exemplos simples: a queima de um fósforo é acompanhada pela carbonização da madeira e liberação de substâncias gasosas, ou seja, ocorre uma transformação irreversível da madeira em outras substâncias.
Outro exemplo: com o tempo, as esculturas de bronze ficam cobertas com um revestimento verde. Isso ocorre porque o bronze contém cobre. Este metal interage lentamente com oxigênio, dióxido de carbono e umidade do ar, como resultado, novas substâncias verdes são formadas na superfície da escultura.
Fenômenos químicos - os fenômenos da transformação de uma substância em outra
O processo de interação de substâncias com a formação de novas substâncias é chamado de reação química. As reações químicas acontecem ao nosso redor. As reações químicas ocorrem em nós mesmos. Em nosso corpo, ocorrem constantemente transformações de muitas substâncias, as substâncias reagem entre si, formando produtos de reação. Assim, em uma reação química sempre há substâncias reagentes e substâncias formadas como resultado da reação.
A reação química é representada na visão geral esquema de reação
REAGENTES -> PRODUTOS
Onde reagentes– substâncias iniciais tomadas para a reação; produtos- novas substâncias formadas como resultado da reação.
Quaisquer fenômenos químicos (reações) são acompanhados por certos sinais, com a ajuda dos quais os fenômenos químicos podem ser distinguidos dos físicos. Tais sinais incluem mudança na cor das substâncias, liberação de gás, formação de precipitado, liberação de calor e emissão de luz.
Muitas reações químicas são acompanhadas pela liberação de energia na forma de calor e luz. Como regra, tais fenômenos são acompanhados por reações de combustão. Nas reações de combustão no ar, as substâncias reagem com o oxigênio contido no ar. Assim, por exemplo, o magnésio metálico se inflama e queima no ar com uma chama brilhante e ofuscante. É por isso que o flash de magnésio foi usado para criar fotografias na primeira metade do século XX.
Em alguns casos, é possível liberar energia na forma de luz, mas sem a liberação de calor. Uma das espécies de plâncton do Pacífico é capaz de emitir uma luz azul brilhante, claramente visível no escuro. A liberação de energia na forma de luz é resultado de uma reação química que ocorre nos organismos desse tipo de plâncton.
TOTAL
Aposto que você já notou mais de uma vez que algo como o anel de prata da mamãe escurece com o tempo. Ou como um prego enferruja. Ou como toras de madeira queimam até virar cinzas. Bem, tudo bem, se a mãe não gosta de prata e você nunca fez caminhadas, viu exatamente como um saquinho de chá é preparado em uma xícara.
O que todos esses exemplos têm em comum? E o fato de serem todos fenômenos químicos.
Um fenômeno químico ocorre quando algumas substâncias são transformadas em outras: novas substâncias têm uma composição diferente e novas propriedades. Se você também se lembra da física, lembre-se de que os fenômenos químicos ocorrem no nível molecular e atômico, mas não afetam a composição dos núcleos dos átomos.
Do ponto de vista da química, isso nada mais é do que uma reação química. E para cada reação química, é necessariamente possível identificar características:
Além disso, uma lista de condições necessárias para a ocorrência de uma reação química foi definida há muito tempo:
Ao escrever a equação de uma reação química em letras e números, você descreve a essência de um fenômeno químico. E a lei da conservação da massa é uma das regras mais importantes na compilação de tais descrições.
Claro, você entende que a química não ocorre apenas em tubos de ensaio no laboratório da escola. Os fenômenos químicos mais impressionantes que você pode observar na natureza. E seu significado é tão grande que não haveria vida na Terra se não fosse por alguns dos fenômenos químicos naturais.
Então, antes de tudo, vamos falar sobre fotossíntese. Este é o processo durante o qual as plantas absorvem dióxido de carbono da atmosfera e sob a influência de luz solar produzir oxigênio. Nós respiramos esse oxigênio.
Em geral, a fotossíntese ocorre em duas fases e a iluminação é necessária para apenas uma. Os cientistas realizaram vários experimentos e descobriram que a fotossíntese ocorre mesmo com pouca luz. Mas com o aumento da quantidade de luz, o processo é bastante acelerado. Também foi observado que se a luz e a temperatura da planta aumentam ao mesmo tempo, a taxa de fotossíntese aumenta ainda mais. Isso acontece até certo limite, após o qual um novo aumento na iluminação deixa de acelerar a fotossíntese.
O processo de fotossíntese envolve fótons emitidos pelo sol e moléculas de pigmentos especiais de plantas - clorofila. Nas células vegetais, é encontrado nos cloroplastos, que é o que torna as folhas verdes.
Do ponto de vista químico, a fotossíntese é uma cadeia de transformações que resulta em oxigênio, água e carboidratos como estoque de energia.
Inicialmente, acreditava-se que o oxigênio se formava como resultado da divisão do dióxido de carbono. Mais tarde, porém, Cornelius Van Niel descobriu que o oxigênio é formado como resultado da fotólise da água. Estudos recentes confirmaram essa hipótese.
A essência da fotossíntese pode ser descrita usando a seguinte equação: 6CO 2 + 12H 2 O + luz \u003d C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O.
Respiração, incluindo o nosso com você, – é também um fenômeno químico. Inalamos o oxigênio produzido pelas plantas e exalamos dióxido de carbono.
Mas não apenas o dióxido de carbono é formado como resultado da respiração. O principal neste processo é que, devido à respiração, uma grande quantidade de energia é liberada, e esse método de obtenção é muito eficaz.
Além disso, o resultado intermediário de diferentes estágios da respiração é um grande número de compostos diferentes. E esses, por sua vez, servem de base para a síntese de aminoácidos, proteínas, vitaminas, gorduras e ácidos graxos.
O processo respiratório é complexo e dividido em várias etapas. Cada um deles usa um grande número de enzimas que atuam como catalisadores. O esquema das reações químicas da respiração é quase o mesmo em animais, plantas e até bactérias.
Do ponto de vista químico, a respiração é o processo de oxidação dos carboidratos (opcionalmente: proteínas, gorduras) com a ajuda do oxigênio, como resultado da reação, obtém-se água, dióxido de carbono e energia que as células armazenam em ATP: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 \u003d CO 2 + 6H 2 O + 2,87 * 10 6 J.
A propósito, dissemos acima que as reações químicas podem ser acompanhadas pela emissão de luz. No caso da respiração e das reações químicas que a acompanham, isso também é verdade. Brilho (luminescência) pode alguns microorganismos. Embora a eficiência energética da respiração diminua.
Combustão também ocorre com a participação do oxigênio. Como resultado, a madeira (e outros combustíveis sólidos) se transforma em cinzas, uma substância com composição e propriedades completamente diferentes. Além disso, durante o processo de combustão, uma grande quantidade de calor e luz, além de gás, é liberada.
Queimando, é claro, não apenas sólidos, apenas com a ajuda deles foi mais conveniente dar um exemplo neste caso.
Do ponto de vista químico, a combustão é uma reação oxidativa que ocorre em uma velocidade muito alta. E em muito, muito alta velocidade reações podem explodir.
Esquematicamente, a reação pode ser escrita da seguinte forma: substância + O 2 → óxidos + energia.
Como um fenômeno químico natural, consideramos e decair.
Na verdade, esse é o mesmo processo da combustão, só que ocorre muito mais lentamente. A decomposição é a interação de substâncias complexas contendo nitrogênio com oxigênio com a participação de microorganismos. A presença de umidade é um dos fatores que contribuem para a ocorrência do apodrecimento.
Como resultado de reações químicas, amônia, ácidos graxos voláteis, dióxido de carbono, hidroxiácidos, álcoois, aminas, escatol, indol, sulfeto de hidrogênio e mercaptanos são formados a partir de proteínas. Alguns dos compostos contendo nitrogênio formados como resultado da decomposição são venenosos.
Se voltarmos à nossa lista de sinais de uma reação química, encontraremos muitos deles também neste caso. Em particular, existe uma substância inicial, um reagente, produtos de reação. A partir de traços característicos observe a liberação de calor, gases (cheiro forte), mudança de cor.
Para a circulação de substâncias na natureza, a decomposição tem um papel muito grande importância: permite processar as proteínas de organismos mortos em compostos adequados para absorção pelas plantas. E o círculo recomeça.
Tenho certeza de que você notou como é fácil respirar no verão depois de uma tempestade. E o ar também fica especialmente fresco e adquire um cheiro característico. Sempre após uma tempestade de verão, você pode observar outro fenômeno químico comum na natureza - formação de ozônio.
O ozônio (O 3) em sua forma pura é um gás azul. Na natureza, a maior concentração de ozônio está na atmosfera superior. Lá ele atua como um escudo para o nosso planeta. que a protege de radiação solar do espaço e não permite que a Terra esfrie, pois também absorve sua radiação infravermelha.
Na natureza, o ozônio é formado principalmente devido à irradiação do ar com os raios ultravioleta do Sol (3O 2 + luz UV → 2O 3). E também com descargas elétricas de raios durante uma tempestade.
Em uma tempestade, sob a influência de um raio, parte das moléculas de oxigênio se divide em átomos, o oxigênio molecular e atômico se combinam e o O 3 é formado.
É por isso que sentimos uma frescura especial depois de uma trovoada, respiramos com mais facilidade, o ar parece mais transparente. O fato é que o ozônio é um agente oxidante muito mais forte que o oxigênio. E em uma pequena concentração (como depois de uma tempestade) é seguro. E até útil, porque decompõe substâncias nocivas no ar. Na verdade, ele desinfeta.
Porém, em grandes doses, o ozônio é muito perigoso para pessoas, animais e até plantas, pois é venenoso para eles.
A propósito, as propriedades desinfetantes do ozônio obtidas em laboratório são amplamente utilizadas para ozonizar a água, protegendo os produtos contra deterioração, na medicina e na cosmetologia.
Claro, isso está longe de ser lista completa incríveis fenômenos químicos na natureza que tornam a vida no planeta tão diversa e bela. Você pode aprender mais sobre eles se olhar ao redor com atenção e manter os ouvidos atentos. cerca de completo fenômenos surpreendentes apenas esperando para te interessar.
Estes incluem aqueles que podem ser observados na vida cotidiana homem moderno. Alguns deles são bastante simples e óbvios, qualquer um pode observá-los em sua cozinha: por exemplo, preparar chá. As folhas de chá aquecidas com água fervente mudam suas propriedades, com isso, a composição da água também muda: ela adquire cor, sabor e propriedades diferentes. Ou seja, uma nova substância é obtida.
Se o açúcar for derramado no mesmo chá, como resultado de uma reação química, será obtida uma solução, que terá novamente um conjunto de novas características. Primeiro de tudo, sabor novo e doce.
Usando o exemplo de preparação de chá forte (concentrado), você pode conduzir independentemente outro experimento: clarear o chá com uma rodela de limão. Devido aos ácidos suco de limão, o líquido mudará novamente sua composição.
Que outros fenômenos você pode observar na vida cotidiana? Por exemplo, fenômenos químicos incluem o processo combustão de combustível no motor.
Para simplificar, a reação de combustão do combustível no motor pode ser descrita da seguinte forma: oxigênio + combustível = água + dióxido de carbono.
Em geral, várias reações ocorrem na câmara de um motor de combustão interna, nas quais estão envolvidos combustível (hidrocarbonetos), ar e uma faísca de ignição. Ou melhor, não apenas combustível - uma mistura ar-combustível de hidrocarbonetos, oxigênio, nitrogênio. Antes da ignição, a mistura é comprimida e aquecida.
A combustão da mistura ocorre em uma fração de segundo, como resultado, a ligação entre os átomos de hidrogênio e carbono é destruída. Devido a isso, uma grande quantidade de energia é liberada, o que coloca o pistão em movimento, e isso - o virabrequim.
Posteriormente, átomos de hidrogênio e carbono se combinam com átomos de oxigênio, água e dióxido de carbono são formados.
Idealmente, a reação da combustão completa do combustível deve ser assim: C n H 2n+2 + (1,5n+0,5) O 2 = nCO 2 + (n+1) H 2 O. Na realidade, os motores de combustão interna não são tão eficientes. Suponha que, se o oxigênio não for suficiente durante a reação, CO será formado como resultado da reação. E com maior falta de oxigênio, forma-se fuligem (C).
Formação de placas em metais como resultado da oxidação (ferrugem no ferro, pátina no cobre, escurecimento da prata) - também da categoria de fenômenos químicos domésticos.
Tomemos o ferro como exemplo. A ferrugem (oxidação) ocorre sob a influência da umidade (umidade do ar, contato direto com a água). O resultado desse processo é o hidróxido de ferro Fe 2 O 3 (mais precisamente, Fe 2 O 3 * H 2 O). Você pode vê-lo como um revestimento solto, áspero, laranja ou marrom-avermelhado na superfície de produtos de metal.
Outro exemplo é o revestimento verde (pátina) na superfície de itens de cobre e bronze. É formado ao longo do tempo sob a influência do oxigênio atmosférico e da umidade: 2Cu + O 2 + H 2 O + CO 2 \u003d Cu 2 CO 5 H 2 (ou CuCO 3 * Cu (OH) 2). O carbonato de cobre básico resultante também é encontrado na natureza na forma do mineral malaquita.
E outro exemplo de reação oxidativa lenta de um metal em condições domésticas é a formação de uma camada escura de sulfeto de prata Ag 2 S na superfície de itens de prata: joias, talheres etc.
A “responsabilidade” por sua ocorrência recai sobre as partículas de enxofre, que estão presentes na forma de sulfeto de hidrogênio no ar que respiramos. A prata também pode escurecer em contato com alimentos que contenham enxofre (ovos, por exemplo). A reação fica assim: 4Ag + 2H 2 S + O 2 = 2Ag 2 S + 2H 2 O.
Vamos voltar para a cozinha. Aqui você pode considerar mais alguns fenômenos químicos interessantes: formação de escala na chaleira um deles.
Em condições domésticas não há química água limpa, sais metálicos e outras substâncias são sempre dissolvidos nele em várias concentrações. Se a água estiver saturada com sais de cálcio e magnésio (hidrocarbonatos), é chamada de dura. Quanto maior a concentração de sal, mais dura é a água.
Quando essa água é aquecida, esses sais sofrem decomposição em dióxido de carbono e um precipitado insolúvel (CaCO 3 emgCO 3). Você pode observar esses depósitos sólidos olhando para dentro da chaleira (e também olhando para os elementos de aquecimento de máquinas de lavar, lava-louças e ferros).
Além do cálcio e do magnésio (dos quais se forma a crosta de carbonato), o ferro também está frequentemente presente na água. Durante as reações químicas de hidrólise e oxidação, hidróxidos são formados a partir dele.
A propósito, se você vai se livrar da incrustação na chaleira, pode observar outro exemplo química divertida na vida cotidiana: o vinagre de mesa comum e o ácido cítrico combinam bem com os depósitos. Uma chaleira com uma solução de vinagre / ácido cítrico e água é fervida, após o que a incrustação desaparece.
E sem outro fenômeno químico, não haveria as deliciosas tortas e pãezinhos da mãe: estamos falando de extinção de refrigerante com vinagre.
Quando a mãe extingue o refrigerante em uma colher com vinagre, ocorre a seguinte reação: NaHCO 3 + CH 3 COOH =CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 . O dióxido de carbono resultante tende a deixar a massa - e assim muda sua estrutura, tornando-a porosa e solta.
A propósito, você pode dizer à sua mãe que não é necessário extinguir o refrigerante - ela vai reagir de qualquer maneira quando a massa for ao forno. A reação, no entanto, será um pouco pior do que quando o refrigerante é resfriado. Mas a uma temperatura de 60 graus (e de preferência 200), o refrigerante se decompõe em carbonato de sódio, água e o mesmo dióxido de carbono. É verdade que o sabor de tortas e pães prontos pode ser pior.
A lista de fenômenos químicos domésticos não é menos impressionante do que a lista de tais fenômenos na natureza. Graças a eles, temos estradas (a fabricação de asfalto é um fenômeno químico), casas (queima de tijolos), belos tecidos para roupas (tingimento). Se você pensar sobre isso, fica muito claro o quão multifacetado e ciência interessante química. E quanto benefício pode ser derivado da compreensão de suas leis.
Entre os muitos, muitos fenômenos inventados pela natureza e pelo homem, existem alguns especiais que são difíceis de descrever e explicar. Eles também incluem água queimando. Como pode ser isso, você pergunta, porque a água não queima, ela apaga o fogo? Como ela pode queimar? E aqui está a coisa.
A queima da água é um fenômeno químico, em que as ligações oxigênio-hidrogênio são quebradas na água com uma mistura de sais sob a influência de ondas de rádio. O resultado é oxigênio e hidrogênio. E, claro, não é a própria água que queima, mas o hidrogênio.
Ao mesmo tempo, atinge uma temperatura de combustão muito alta (mais de mil e quinhentos graus), além de formar água novamente durante a reação.
Esse fenômeno há muito interessa a cientistas que sonham em aprender a usar a água como combustível. Por exemplo, para carros. Até agora, isso é algo do reino da fantasia, mas quem sabe o que os cientistas poderão inventar muito em breve. Um dos principais empecilhos é que, quando a água queima, mais energia é liberada do que gasta na reação.
A propósito, algo semelhante pode ser observado na natureza. De acordo com uma teoria, grandes ondas únicas, aparecendo do nada, são na verdade o resultado de uma explosão de hidrogênio. A eletrólise da água, que leva a ela, é realizada devido à entrada de descargas elétricas (raios) na superfície da água salgada dos mares e oceanos.
Mas não só na água, mas também na terra, podem-se observar fenômenos químicos surpreendentes. Se você tivesse a chance de visitar uma caverna natural, certamente seria capaz de ver "pingentes de gelo" naturais bizarros e bonitos pendurados no teto - estalactites. Como e por que eles aparecem é explicado por outro fenômeno químico interessante.
Um químico, olhando para uma estalactite, vê, é claro, não um pingente de gelo, mas carbonato de cálcio CaCO 3. A base para sua formação é esgoto, calcário natural, e a própria estalactite é construída devido à precipitação de carbonato de cálcio (crescimento descendente) e à força de adesão de átomos em estrutura de cristal(crescimento em largura).
A propósito, formações semelhantes podem subir do chão ao teto - elas são chamadas estalagmites. E se estalactites e estalagmites se encontram e se fundem em colunas sólidas, elas recebem um nome estagnar.
Muitos fenômenos químicos incríveis, bonitos, perigosos e assustadores ocorrem no mundo todos os dias. De muitos, as pessoas aprenderam a se beneficiar: eles criam materiais de construção, cozinham alimentos, fazem os veículos percorrerem longas distâncias e muito mais.
Sem muitos fenômenos químicos, a existência de vida na Terra não seria possível: sem a camada de ozônio, pessoas, animais, plantas não sobreviveriam devido aos raios ultravioleta. Sem a fotossíntese das plantas, os animais e as pessoas não teriam nada para respirar e, sem as reações químicas da respiração, essa questão não seria relevante.
A fermentação torna possível cozinhar alimentos, e o fenômeno químico semelhante da putrefação decompõe as proteínas em compostos mais simples e os devolve ao ciclo das substâncias na natureza.
A formação de óxido quando o cobre é aquecido, acompanhado de um brilho intenso, a queima do magnésio, o derretimento do açúcar, etc., também são considerados fenômenos químicos. E encontre um uso útil para eles.
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Neste artigo, você aprenderá sobre os 10 mais comuns reações químicas Em vida!
Reação #1 - Fotossíntese
As plantas usam uma reação química fotossíntese para converter dióxido de carbono em água, comida e oxigênio. Fotossínteseé uma das reações químicas mais comuns e importantes da vida. Somente através da fotossíntese as plantas produzem alimentos para si mesmas e para os animais, ela converte o dióxido de carbono em oxigênio. 6 CO2 + 6 H2O + luz → C6H12O6 + 6 O2
Reação #2 - Respiração Celular Aeróbica
Respiração celular aeróbicaé o processo oposto da fotossíntese em que a energia das moléculas é combinada com o oxigênio que respiramos para liberar a energia que nossas células precisam, além de dióxido de carbono e água. A energia utilizada pelas células é uma reação química na forma de ATP.
Equação geral da respiração celular aeróbica: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O + energia (36 ATPs)
Reação #3 - Respiração Anaeróbica
Ao contrário da respiração celular aeróbica, respiração anaeróbica descreve um conjunto de reações químicas que permitem às células obter energia de moléculas complexas sem oxigênio. Suas células em seus músculos realizam respiração anaeróbica quando você fica sem oxigênio fornecido a eles, como durante intenso ou prolongado exercício. A respiração anaeróbica de leveduras e bactérias é usada para fermentar, produzir etanol, dióxido de carbono e outros produtos químicos que produzem queijo, vinho, cerveja, pão e muitos outros alimentos.
Equação química geral para a respiração anaeróbica: C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 + energia
Reação #4 - Combustão
Cada vez que você acende um fósforo, acende uma vela, faz uma fogueira ou acende uma grelha, está vendo uma reação de combustão. Reação de combustão combina moléculas de energia com oxigênio para formar dióxido de carbono e água.
Por exemplo, a reação de combustão do propano encontrada em churrasqueiras a gás e algumas lareiras é: C 3 H 8 + 5O 2 → 4H 2 O + 3CO 2 + energia
Reação #5 - Ferrugem
Com o passar do tempo o ferro fica vermelho, capa puff chamada ferrugem. Este é um exemplo de uma reação de oxidação. Outros itens domésticos incluem a modelagem de verdigris.
Equação química para a ferrugem do ferro: Fe + O 2 + H 2 O → Fe 2 O 3. XH2O
Reação nº 6 - Mistura de Produtos Químicos
Se você misturar vinagre com bicarbonato de sódio ou leite com fermento em pó em uma receita, verá como será a reação. Os ingredientes se recombinam para formar dióxido de carbono e água. Dióxido de carbono cria bolhas e ajuda o bolo a crescer.
Na prática, essa reação é bastante simples, mas geralmente consiste em várias etapas. Aqui é o geral equação química para a reação de bicarbonato de sódio com vinagre: HC 2 H 3 O 2 (aq) + NaHCO 3 (aq) → NaC 2 H 3 O 2 (aq) + H 2 O () + CO 2 (g)
Reação #7 - Bateria
Reações eletroquímicas ou redox baterias usado para converter energia química em energia elétrica. Reações redox espontâneas ocorrem em células galvânicas, enquanto as não espontâneas ocorrem em eletrolisadores.
Reação #8 - Digestão
Milhares de reações químicas ocorrem no processo digestão. Assim que você coloca comida na boca, a enzima na sua saliva amilase, começa a quebrar o açúcar e outros carboidratos em formas mais simples para que você possa absorver os alimentos. Ácido clorídrico no estômago, ele reage com os alimentos para decompô-los, enquanto as enzimas decompõem as proteínas e gorduras para que possam passar pelo sangue através da parede intestinal.
Reação nº 9 - Ácido-base
Sempre que você combina ácidos com uma base, você está fazendo reação ácido-base. Esta é a reação de neutralização de um ácido e uma base para formar um sal e água.
Equação química para reação ácido-base, que produz cloreto de potássio: HCl + KOH → KCl + H2O
Reação #10 - Sabões e Detergentes
Sabões e detergentes são obtidos por reações químicas puras. Sabão emulsiona a sujeira, o que significa que as manchas de óleo são coladas ao sabão para que possam ser removidas com água. Detergentes agem como surfactantes, diminuindo a tensão superficial da água para que possam interagir com os óleos, isolá-los e enxaguá-los.
Aposto que você já notou mais de uma vez que algo como o anel de prata da mamãe escurece com o tempo. Ou como um prego enferruja. Ou como toras de madeira queimam até virar cinzas. Bem, tudo bem, se a mãe não gosta de prata e você nunca fez caminhadas, viu exatamente como um saquinho de chá é preparado em uma xícara.
O que todos esses exemplos têm em comum? E o fato de serem todos fenômenos químicos.
Um fenômeno químico ocorre quando algumas substâncias são transformadas em outras: novas substâncias têm uma composição diferente e novas propriedades. Se você também se lembra da física, lembre-se de que os fenômenos químicos ocorrem no nível molecular e atômico, mas não afetam a composição dos núcleos dos átomos.
Do ponto de vista da química, isso nada mais é do que uma reação química. E para cada reação química, é necessariamente possível identificar características:
Além disso, uma lista de condições necessárias para a ocorrência de uma reação química foi definida há muito tempo:
Ao escrever a equação de uma reação química em letras e números, você descreve a essência de um fenômeno químico. E a lei da conservação da massa é uma das regras mais importantes na compilação de tais descrições.
Claro, você entende que a química não ocorre apenas em tubos de ensaio no laboratório da escola. Os fenômenos químicos mais impressionantes que você pode observar na natureza. E seu significado é tão grande que não haveria vida na Terra se não fosse por alguns dos fenômenos químicos naturais.
Então, antes de tudo, vamos falar sobre fotossíntese. Este é o processo pelo qual as plantas absorvem dióxido de carbono da atmosfera e produzem oxigênio quando expostas à luz solar. Nós respiramos esse oxigênio.
Em geral, a fotossíntese ocorre em duas fases e a iluminação é necessária para apenas uma. Os cientistas realizaram vários experimentos e descobriram que a fotossíntese ocorre mesmo com pouca luz. Mas com o aumento da quantidade de luz, o processo é bastante acelerado. Também foi observado que se a luz e a temperatura da planta aumentam ao mesmo tempo, a taxa de fotossíntese aumenta ainda mais. Isso acontece até certo limite, após o qual um novo aumento na iluminação deixa de acelerar a fotossíntese.
O processo de fotossíntese envolve fótons emitidos pelo sol e moléculas de pigmentos especiais de plantas - clorofila. Nas células vegetais, é encontrado nos cloroplastos, que é o que torna as folhas verdes.
Do ponto de vista químico, a fotossíntese é uma cadeia de transformações que resulta em oxigênio, água e carboidratos como estoque de energia.
Inicialmente, acreditava-se que o oxigênio se formava como resultado da divisão do dióxido de carbono. Mais tarde, porém, Cornelius Van Niel descobriu que o oxigênio é formado como resultado da fotólise da água. Estudos recentes confirmaram essa hipótese.
A essência da fotossíntese pode ser descrita usando a seguinte equação: 6CO 2 + 12H 2 O + luz \u003d C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O.
Respiração, incluindo o nosso com você, – é também um fenômeno químico. Inalamos o oxigênio produzido pelas plantas e exalamos dióxido de carbono.
Mas não apenas o dióxido de carbono é formado como resultado da respiração. O principal neste processo é que, devido à respiração, uma grande quantidade de energia é liberada, e esse método de obtenção é muito eficaz.
Além disso, o resultado intermediário de diferentes estágios da respiração é um grande número de compostos diferentes. E esses, por sua vez, servem de base para a síntese de aminoácidos, proteínas, vitaminas, gorduras e ácidos graxos.
O processo respiratório é complexo e dividido em várias etapas. Cada um deles usa um grande número de enzimas que atuam como catalisadores. O esquema das reações químicas da respiração é quase o mesmo em animais, plantas e até bactérias.
Do ponto de vista químico, a respiração é o processo de oxidação dos carboidratos (opcionalmente: proteínas, gorduras) com a ajuda do oxigênio, como resultado da reação, obtém-se água, dióxido de carbono e energia que as células armazenam em ATP: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 \u003d CO 2 + 6H 2 O + 2,87 * 10 6 J.
A propósito, dissemos acima que as reações químicas podem ser acompanhadas pela emissão de luz. No caso da respiração e das reações químicas que a acompanham, isso também é verdade. Brilho (luminescência) pode alguns microorganismos. Embora a eficiência energética da respiração diminua.
Combustão também ocorre com a participação do oxigênio. Como resultado, a madeira (e outros combustíveis sólidos) se transforma em cinzas, uma substância com composição e propriedades completamente diferentes. Além disso, durante o processo de combustão, uma grande quantidade de calor e luz, além de gás, é liberada.
Claro, não apenas as substâncias sólidas queimam, mas com a ajuda delas foi mais conveniente dar um exemplo neste caso.
Do ponto de vista químico, a combustão é uma reação oxidativa que ocorre em uma velocidade muito alta. E a uma taxa de reação muito, muito alta, pode ocorrer uma explosão.
Esquematicamente, a reação pode ser escrita da seguinte forma: substância + O 2 → óxidos + energia.
Como um fenômeno químico natural, consideramos e decair.
Na verdade, esse é o mesmo processo da combustão, só que ocorre muito mais lentamente. A decomposição é a interação de substâncias complexas contendo nitrogênio com oxigênio com a participação de microorganismos. A presença de umidade é um dos fatores que contribuem para a ocorrência do apodrecimento.
Como resultado de reações químicas, amônia, ácidos graxos voláteis, dióxido de carbono, hidroxiácidos, álcoois, aminas, escatol, indol, sulfeto de hidrogênio e mercaptanos são formados a partir de proteínas. Alguns dos compostos contendo nitrogênio formados como resultado da decomposição são venenosos.
Se voltarmos à nossa lista de sinais de uma reação química, encontraremos muitos deles também neste caso. Em particular, existe uma substância inicial, um reagente, produtos de reação. Das características, notamos a liberação de calor, gases (cheiro forte), mudança de cor.
Para a circulação de substâncias na natureza, a decomposição é muito importante: ela permite que as proteínas de organismos mortos sejam transformadas em compostos adequados para absorção pelas plantas. E o círculo recomeça.
Tenho certeza de que você notou como é fácil respirar no verão depois de uma tempestade. E o ar também fica especialmente fresco e adquire um cheiro característico. Sempre após uma tempestade de verão, você pode observar outro fenômeno químico comum na natureza - formação de ozônio.
O ozônio (O 3) em sua forma pura é um gás azul. Na natureza, a maior concentração de ozônio está na atmosfera superior. Lá ele atua como um escudo para o nosso planeta. O que o protege da radiação solar do espaço e não permite que a Terra esfrie, pois também absorve sua radiação infravermelha.
Na natureza, o ozônio é formado principalmente devido à irradiação do ar com os raios ultravioleta do Sol (3O 2 + luz UV → 2O 3). E também com descargas elétricas de raios durante uma tempestade.
Em uma tempestade, sob a influência de um raio, parte das moléculas de oxigênio se divide em átomos, o oxigênio molecular e atômico se combinam e o O 3 é formado.
É por isso que sentimos uma frescura especial depois de uma trovoada, respiramos com mais facilidade, o ar parece mais transparente. O fato é que o ozônio é um agente oxidante muito mais forte que o oxigênio. E em uma pequena concentração (como depois de uma tempestade) é seguro. E até útil, porque decompõe substâncias nocivas no ar. Na verdade, ele desinfeta.
Porém, em grandes doses, o ozônio é muito perigoso para pessoas, animais e até plantas, pois é venenoso para eles.
A propósito, as propriedades desinfetantes do ozônio obtidas em laboratório são amplamente utilizadas para ozonizar a água, protegendo os produtos contra deterioração, na medicina e na cosmetologia.
Claro, esta não é uma lista completa de fenômenos químicos incríveis na natureza que tornam a vida no planeta tão diversa e bela. Você pode aprender mais sobre eles se olhar ao redor com atenção e manter os ouvidos atentos. Existem muitos fenômenos incríveis por aí que estão apenas esperando que você se interesse por eles.
Estes incluem aqueles que podem ser observados na vida cotidiana do homem moderno. Alguns deles são bastante simples e óbvios, qualquer um pode observá-los em sua cozinha: por exemplo, preparar chá. As folhas de chá aquecidas com água fervente mudam suas propriedades, com isso, a composição da água também muda: ela adquire cor, sabor e propriedades diferentes. Ou seja, uma nova substância é obtida.
Se o açúcar for derramado no mesmo chá, como resultado de uma reação química, será obtida uma solução, que terá novamente um conjunto de novas características. Primeiro de tudo, sabor novo e doce.
Usando o exemplo de preparação de chá forte (concentrado), você pode conduzir independentemente outro experimento: clarear o chá com uma rodela de limão. Devido aos ácidos contidos no suco de limão, o líquido voltará a mudar de composição.
Que outros fenômenos você pode observar na vida cotidiana? Por exemplo, fenômenos químicos incluem o processo combustão de combustível no motor.
Para simplificar, a reação de combustão do combustível no motor pode ser descrita da seguinte forma: oxigênio + combustível = água + dióxido de carbono.
Em geral, várias reações ocorrem na câmara de um motor de combustão interna, nas quais estão envolvidos combustível (hidrocarbonetos), ar e uma faísca de ignição. Ou melhor, não apenas combustível - uma mistura ar-combustível de hidrocarbonetos, oxigênio, nitrogênio. Antes da ignição, a mistura é comprimida e aquecida.
A combustão da mistura ocorre em uma fração de segundo, como resultado, a ligação entre os átomos de hidrogênio e carbono é destruída. Devido a isso, uma grande quantidade de energia é liberada, o que coloca o pistão em movimento, e isso - o virabrequim.
Posteriormente, átomos de hidrogênio e carbono se combinam com átomos de oxigênio, água e dióxido de carbono são formados.
Idealmente, a reação da combustão completa do combustível deve ser assim: C n H 2n+2 + (1,5n+0,5) O 2 = nCO 2 + (n+1) H 2 O. Na realidade, os motores de combustão interna não são tão eficientes. Suponha que, se o oxigênio não for suficiente durante a reação, CO será formado como resultado da reação. E com maior falta de oxigênio, forma-se fuligem (C).
Formação de placas em metais como resultado da oxidação (ferrugem no ferro, pátina no cobre, escurecimento da prata) - também da categoria de fenômenos químicos domésticos.
Tomemos o ferro como exemplo. A ferrugem (oxidação) ocorre sob a influência da umidade (umidade do ar, contato direto com a água). O resultado desse processo é o hidróxido de ferro Fe 2 O 3 (mais precisamente, Fe 2 O 3 * H 2 O). Você pode vê-lo como um revestimento solto, áspero, laranja ou marrom-avermelhado na superfície de produtos de metal.
Outro exemplo é o revestimento verde (pátina) na superfície de itens de cobre e bronze. É formado ao longo do tempo sob a influência do oxigênio atmosférico e da umidade: 2Cu + O 2 + H 2 O + CO 2 \u003d Cu 2 CO 5 H 2 (ou CuCO 3 * Cu (OH) 2). O carbonato de cobre básico resultante também é encontrado na natureza na forma do mineral malaquita.
E outro exemplo de reação oxidativa lenta de um metal em condições domésticas é a formação de uma camada escura de sulfeto de prata Ag 2 S na superfície de itens de prata: joias, talheres etc.
A “responsabilidade” por sua ocorrência recai sobre as partículas de enxofre, que estão presentes na forma de sulfeto de hidrogênio no ar que respiramos. A prata também pode escurecer em contato com alimentos que contenham enxofre (ovos, por exemplo). A reação fica assim: 4Ag + 2H 2 S + O 2 = 2Ag 2 S + 2H 2 O.
Vamos voltar para a cozinha. Aqui você pode considerar mais alguns fenômenos químicos interessantes: formação de escala na chaleira um deles.
Em condições domésticas, não há água quimicamente pura; sais metálicos e outras substâncias estão sempre dissolvidos nela em várias concentrações. Se a água estiver saturada com sais de cálcio e magnésio (hidrocarbonatos), é chamada de dura. Quanto maior a concentração de sal, mais dura é a água.
Quando essa água é aquecida, esses sais sofrem decomposição em dióxido de carbono e um precipitado insolúvel (CaCO 3 emgCO 3). Você pode observar esses depósitos sólidos olhando para dentro da chaleira (e também olhando para os elementos de aquecimento de máquinas de lavar, lava-louças e ferros).
Além do cálcio e do magnésio (dos quais se forma a crosta de carbonato), o ferro também está frequentemente presente na água. Durante as reações químicas de hidrólise e oxidação, hidróxidos são formados a partir dele.
A propósito, quando você está prestes a se livrar da incrustação na chaleira, pode observar outro exemplo de química divertida na vida cotidiana: o vinagre de mesa comum e o ácido cítrico combinam bem com os depósitos. Uma chaleira com uma solução de vinagre / ácido cítrico e água é fervida, após o que a incrustação desaparece.
E sem outro fenômeno químico, não haveria as deliciosas tortas e pãezinhos da mãe: estamos falando de extinção de refrigerante com vinagre.
Quando a mãe extingue o refrigerante em uma colher com vinagre, ocorre a seguinte reação: NaHCO 3 + CH 3 COOH =CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 . O dióxido de carbono resultante tende a deixar a massa - e assim muda sua estrutura, tornando-a porosa e solta.
A propósito, você pode dizer à sua mãe que não é necessário extinguir o refrigerante - ela vai reagir de qualquer maneira quando a massa for ao forno. A reação, no entanto, será um pouco pior do que quando o refrigerante é resfriado. Mas a uma temperatura de 60 graus (e de preferência 200), o refrigerante se decompõe em carbonato de sódio, água e o mesmo dióxido de carbono. É verdade que o sabor de tortas e pães prontos pode ser pior.
A lista de fenômenos químicos domésticos não é menos impressionante do que a lista de tais fenômenos na natureza. Graças a eles, temos estradas (a fabricação de asfalto é um fenômeno químico), casas (queima de tijolos), belos tecidos para roupas (tingimento). Se você pensar sobre isso, fica claro como a ciência da química é multifacetada e interessante. E quanto benefício pode ser derivado da compreensão de suas leis.
Entre os muitos, muitos fenômenos inventados pela natureza e pelo homem, existem alguns especiais que são difíceis de descrever e explicar. Eles também incluem água queimando. Como pode ser isso, você pergunta, porque a água não queima, ela apaga o fogo? Como ela pode queimar? E aqui está a coisa.
A queima da água é um fenômeno químico, em que as ligações oxigênio-hidrogênio são quebradas na água com uma mistura de sais sob a influência de ondas de rádio. O resultado é oxigênio e hidrogênio. E, claro, não é a própria água que queima, mas o hidrogênio.
Ao mesmo tempo, atinge uma temperatura de combustão muito alta (mais de mil e quinhentos graus), além de formar água novamente durante a reação.
Esse fenômeno há muito interessa a cientistas que sonham em aprender a usar a água como combustível. Por exemplo, para carros. Até agora, isso é algo do reino da fantasia, mas quem sabe o que os cientistas poderão inventar muito em breve. Um dos principais empecilhos é que, quando a água queima, mais energia é liberada do que gasta na reação.
A propósito, algo semelhante pode ser observado na natureza. De acordo com uma teoria, grandes ondas únicas, aparecendo do nada, são na verdade o resultado de uma explosão de hidrogênio. A eletrólise da água, que leva a ela, é realizada devido à entrada de descargas elétricas (raios) na superfície da água salgada dos mares e oceanos.
Mas não só na água, mas também na terra, podem-se observar fenômenos químicos surpreendentes. Se você tivesse a chance de visitar uma caverna natural, certamente seria capaz de ver "pingentes de gelo" naturais bizarros e bonitos pendurados no teto - estalactites. Como e por que eles aparecem é explicado por outro fenômeno químico interessante.
Um químico, olhando para uma estalactite, vê, é claro, não um pingente de gelo, mas carbonato de cálcio CaCO 3. A base para sua formação é esgoto, calcário natural e a própria estalactite é construída devido à precipitação de carbonato de cálcio (crescimento para baixo) e à força de adesão dos átomos na rede cristalina (crescimento em largura).
A propósito, formações semelhantes podem subir do chão ao teto - elas são chamadas estalagmites. E se estalactites e estalagmites se encontram e se fundem em colunas sólidas, elas recebem um nome estagnar.
Muitos fenômenos químicos incríveis, bonitos, perigosos e assustadores ocorrem no mundo todos os dias. De muitos, as pessoas aprenderam a se beneficiar: eles criam materiais de construção, cozinham alimentos, fazem os veículos percorrerem longas distâncias e muito mais.
Sem muitos fenômenos químicos, a existência de vida na Terra não seria possível: sem a camada de ozônio, pessoas, animais, plantas não sobreviveriam devido aos raios ultravioleta. Sem a fotossíntese das plantas, os animais e as pessoas não teriam nada para respirar e, sem as reações químicas da respiração, essa questão não seria relevante.
A fermentação torna possível cozinhar alimentos, e o fenômeno químico semelhante da putrefação decompõe as proteínas em compostos mais simples e os devolve ao ciclo das substâncias na natureza.
A formação de óxido quando o cobre é aquecido, acompanhado de um brilho intenso, a queima do magnésio, o derretimento do açúcar, etc., também são considerados fenômenos químicos. E encontre um uso útil para eles.
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