ХІМІЧНІ ЯВИЩА: ХАРАКТЕРИСТИКИ ТА ПРИКЛАДИ - ХІМІЯ - 2025

Ці хімічні явища є ті , які містять ряд хімічних реакцій , які відбуваються в повсякденному житті. Хоча це правда, що хімічні реакції можна вивчити або провести в лабораторії, хімічні явища можна побачити де завгодно; на відкритому повітрі, у хмарах, у наших тілах чи на самій кухні.

Деякі приклади хімічних змін - це спалювання деревини, перетравлення їжі, приготування яєць, іржаве залізо, випікання торта, гниття фруктів, обсмажування м’яса, вибух феєрверків тощо.

Випічка печива - одне з незліченних повсякденних хімічних явищ, про які знають усі. Джерело: holmespj через Pixabay.

Легко розпізнати хімічні явища, хоча вони не є поодинокими, а в поєднанні з фізичними (або біологічними) змінами. Хімічне явище, як кажуть, відбулося, коли спостерігається підвищення температури, виділення газів, раптове освітлення, утворення осадів; або зміни запаху, кольору або текстури.

Однак усі хімічні явища мають спільне перетворення в ідентичності матерії; розрив зв’язків для встановлення нових, зникнення реагентів для отримання продукції.

"Просте" хімічне явище може охоплювати чи вбивати в себе велику кількість хімічних реакцій, які підкоряються одному чи декільком механізмам. Особливо це відбувається, коли ми готуємо, печемо (печиво у верхньому зображенні) або їмо, а також у цікавих біохімічних процесах, таких як біолюмінесценція.

характеристики

Кожна окрема хімічна реакція має набір характеристик, що дозволяє їх розпізнавати або класифікувати з решти; це можуть бути подвійне переміщення (метатеза), осадження, нейтралізація, додавання, ізомеризація, відновлення оксиду, гідрування, горіння, піроліз, омилення, полімеризація та багато інших.

Деякі з них можуть бути оборотними (продукти перетворюють реагенти) або незворотніми (є лише утворення продукту). Також деякі - екзотермічні, ендотермічні, повільні або швидкі (з каталізатором або без нього).

Однак усі домовляються про зміну ідентичності речовини (атома, функціональної групи, молекули тощо). Це спричиняє різницю в одній із властивостей системи, а саме: колір, запах, pH, температура, тиск, в'язкість, маса, об’єм, щільність, показник заломлення, серед інших.

Також нерідко спостерігають булінг, появу осаду або подвійних фаз, спалахів або вибухів. Потім хімічне явище характеризується показанням поєднання таких змін, а також може складатися з ряду реакцій або перетворень, тісно пов'язаних між собою.

Ось чому, залежно від призми, з якою вона оглядається, хімічні явища в основному стосуються всіх природних чи повсякденних процесів, де сприймається, що відбулися одна чи кілька одночасних хімічних реакцій.

Приклади

Кристалізація мінералів

Деякі мінерали кристалізуються внаслідок випаровування води. Джерело: Pxhere.

Хоча не всі механізми кристалізації мінералів є суто хімічними явищами, саме тоді, коли вони виходять з водного розчину, який повільно випаровується, тоді як іони згрупуються разом і утворюють кристали солі.

Потоки води можуть переносити іони зі скель в інші регіони, де вони з часом випаровуються і залишають слід кристалів; як це відбувається, наприклад, в соляних озерах.

Горіння

Там, де є вогонь, відбувається енергійне та сильне екзотермічне окислення. Запалюючи голову сірника, вона спалює кисень у повітрі, утворюючи оксиди, про що свідчить не тільки тепло, але й зміна кольору сірника від червоного до чорного.

Отже, пожежа - це хімічне явище, яке передбачає утворення багатьох оксидів; хоча якщо це трапляється в лісі, джунглях чи горах, вони майже повністю будуть складатися з оксиду вуглецю, а також оксидів азоту та сірки.

Кислотний дощ

Кислотний дощ - хімічне явище, яке передбачає гідратацію різних оксидів газоподібних кислот (NO _x , SO ₃ , ClO ₂ , CO ₂ ). Коли ці газоподібні оксиди взаємодіють з крапельками води в хмарах, вони перетворюються у відповідні оксокислоти (HNO ₃ , H ₂ SO ₄ , HClO ₃ , H ₂ CO ₃ ), які в кінцевому підсумку викидаються під дощем.

Кислотні дощі характеризуються високим вмістом HNO ₃ та H ₂ SO ₄ , впливаючи на водні екосистеми, культури, підкислюючи річкові води та погіршуючи мармурові статуї.

Виробництво та погіршення озону

Озон у стратосфері утворюється, коли кисень реагує на ультрафіолетове випромінювання від сонця; і його природне руйнування, хоча за іншим механізмом, знову відновлює кисень.

Однак є хімічні види, які завдяки ультрафіолетовому випромінюванню розкладаються на вільні радикали, що руйнують озон, гальмуючи його захисну дію.

Бродіння

Ферментація - приклад хімічного явища, оскільки мікроорганізми каталізують реакції на органічному субстраті, який, як правило, є їжею, соком або напоєм, щоб призвести до різкої зміни його органолептичних властивостей; особливо якщо мова йде про аромат, як це стосується пива та вина.

Готувати

Кулінарія - це низка хімічних явищ, щоб з інгредієнтів можна було зробити сніданок, обід чи вечерю. Джерело: Milly Eaton через Pexels.

Могла бути написана книга про всі хімічні явища, які відбуваються під час готування. Для початку використання вогню вже передбачає денатурацію білків, що входять до складу їжі, їх зневоднення та розрив певних зв’язків для отримання продуктів, що підсилюють їх аромати та кольори.

Варіння яйця, випікання хліба чи печива, смаження курки чи стейків, приготування кави, нагрівання макаронних виробів, заправка салату оцтом, бродіння ананасів, додавання лимона до риби для нейтралізації їх летючих амінів тощо - це, по суті, приклади хімічних явищ.

Карамелізація та реакція Майяра

Реакція карамелізації цукру використовується при приготуванні сирної карамелі. Джерело: Гільєрмо Амадор (flickr.com)

Ще одне особливе хімічне явище, яке часто зустрічається на кухні, - це карамелізація. Це складається з часткового спалювання цукрового розчину, поки він не стане золотистим або коричневим; тобто він зупиняється саме тоді, коли карамель готова.

Цукри починають зневоднюватися дією тепла, щоб створити компендіум молекул; деякі невеликі (фуранон і мальтол), завдяки яким карамель має характерний запах; інші полімерні (карамеліна та карамелано), відповідальні за кольори карамелі.

Коли цукри супроводжуються білками, відбувається реакція Майяра, де зараз цукри реагують зі своїми аміногрупами.

Знову ж таки, типово спостерігати хімічне явище, що бере участь у такій реакції при випічці печива чи тортів, в приготуванні пива, в смаженні бекону, в обсмажуванні м'яса, в смаженні курки, в підсмажуванні крупи тощо.

Біолюмінесценція

Берегова лінія пляжу освітлювалася вночі завдяки біолюмінесценції водоростей динофлагеллату. Джерело: Джед з Сан-Дієго, штат Каліфорнія

Нарешті, і не менш важливе чи цікаве, ми маємо біолюмінесценцію, коли організми чи істоти здатні генерувати, завдяки дії ферменту люциферази на білок люциферину, власного світла. Чіткий приклад видно у світлячків та їх жовтих блимків протягом ночі.

Список літератури

1. Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія (8-е видання). CENGAGE Навчання.
2. Шивер і Аткінс. (2008). Неорганічна хімія. (Четверте видання). Mc Graw Hill.
3. Ельзев'є. (2019). Хімічні явища. Відновлено з: sciencedirect.com
4. Гельменстін, Анна Марі, к.т.н. (16 жовтня 2019 р.). Приклади хімічних реакцій у повсякденному житті. Відновлено з: thinkco.com
5. Вікіпедія. (2019). Хімічна реакція. Відновлено з: en.wikipedia.org
6. Університет Райсу. (2019). Класифікація хімічних реакцій. Відновлено з: openstax.org
7. Інститут біохіміки. (27 січня 2017 р.). Хімія природи. Відновлено з: asknature.org
8. Ешлі Хамер. (14 травня 2018 р.). 10 способів зламати вашу кухню за допомогою хімії. Відновлено з сайту: curiosity.com
9. Складні відсотки. (2018). Хімічна їжа - реакція Майстра. Відновлено з сайту: Compchem.com
10. Ашиш. (25 березня 2018 р.). Чому цукор стає коричневим, коли плавиться? Відновлено з: scienceabc.com