Ti eksempler på kemiske ændringer, vi oplever hver dag

Vi lever i en verden, der består af et utal af konstant bevægelige atomer, ioner og molekyler, der konstant kolliderer med hinanden, hvilket giver anledning til utallige ændringer i stoffet. Disse ændringer kan være fysiske ændringer, såsom smeltning af is i solen eller fordampning af opløsningsmiddel fra udtørrende maling, men i mange tilfælde er der tale om kemiske ændringer eller kemiske reaktioner.

En af de sjoveste dele af at studere kemi er at lære at genkende disse ændringer, der sker overalt omkring os, og lære at se ud over skønheden i nogle af disse ændringer, såvel som andres enkelhed. Derfor præsenterer vi i denne artikel en liste med ti eksempler på kemiske forandringer, der sker omkring os, og som vi oplever hver (eller næsten hver) dag.

Forskellige typer ændringer i stof

Inden vi kommer ind på eksemplerne på kemiske forandringer , er det vigtigt at gennemgå, hvad kemiske forandringer er, for at kunne skelne dem fra de andre forandringsprocesser, der også konstant sker omkring os.

Husk, at stof kan gennemgå forskellige typer forandringsprocesser eller transformationer. I store træk klassificeres disse ændringer i fysiske ændringer, kemiske ændringer og nukleare ændringer eller transformationer.

Hvad er en fysisk forandring?

Fysiske ændringer er dem, hvor stoffer ikke undergår nogen ændring i deres grundlæggende struktur. Det vil sige, at de er transformationsprocesser, hvor hverken naturen eller grundstofsammensætningen ændrer sig, eller den måde, hvorpå de atomer og ioner, som udgør de stoffer, der er til stede i stoffet, forenes eller bindes sammen.

For eksempel er fordampningen af ​​vand en fysisk ændring, fordi både flydende vand og gasformigt vand forbliver vand, på trods af tegn på en transformation.

Hvad er en kemisk forandring?

På den anden side er kemiske processer eller ændringer transformationer, hvor et eller flere kemiske stoffer omdannes til et andet eller forskellige stoffer gennem en ændring enten i deres grundstofsammensætning eller i den måde og rækkefølge, de er forbundet med hinanden. atomerne, der udgør dem.

Det vil sige, at kemiske ændringer består af en proces med adskillelse og rekonfigurering af atomerne i et eller flere kemiske stoffer, kaldet reaktanter, for at producere et eller flere forskellige kemiske stoffer, kaldet produkter.

Kemiske ændringer er let genkendelige, da de involverer forsvinden af ​​et eller flere stoffer og fremkomsten af ​​et eller flere forskellige kemiske stoffer. Disse kan have radikalt forskellige egenskaber og karakteristika fra de oprindelige stoffer, hvilket gør dem i nogle tilfælde meget nemme at genkende. For eksempel producerer mange kemiske reaktioner drastiske farveændringer, pludselig frigivelse af store mængder energi i form af varme, lys eller begge dele, eller kan endda være præget af udseendet af imponerende krystaller af forskellige farver, der tilsyneladende kommer ud af ingenting .

Hvad er en nuklear forandring?

På sidstepladsen har vi nukleare ændringer. Kernereaktioner er meget sjældnere end fysiske og kemiske ændringer, men de er også af stor betydning. De består af processer, hvor kernen i et atom ændres for at producere et eller flere nye atomer. Dette er den type reaktioner, der opstår i atomkraftværker, i eksplosionen af ​​en atombombe eller i kernen af ​​stjerner.

Nu hvor vi har husket, hvad kemiske ændringer er, og ved, hvordan vi kan skelne dem fra de to andre typer ændringer, som stof kan gennemgå, lad os se på nogle specifikke eksempler på kemiske ændringer, der konstant sker omkring os.

1. Mælkeskæring

De fleste af os har haft den ubehagelige overraskelse, at mælken, der var i køleskabet, er blevet dårlig. Det bemærker vi straks, når vi observerer, at det, der oprindeligt så ud til at være en homogen hvid blanding, nu er adskilt i to klart skelnelige faser, hvoraf den ene er mere fast og flyder på en vandig fase.

Denne proces skyldes virkningen af ​​bakterier, der, når de vokser og formerer sig, udfører en række biokemiske reaktioner, der forsurer mælken. Men på trods af at biokemiske reaktioner i virkeligheden er et sæt af kemiske reaktioner af forskellige typer, sker den reaktion, vi ser med det blotte øje mellem hydroniumioner, der er ansvarlige for surhedsgraden (H 3 O + ioner ₎ og ^proteiner i mælk, der oprindeligt var opløst i vandet.

Ved at sænke mælkens pH (eller øge dens surhedsgrad, hvilket er det samme), reagerer de overskydende hydroniumioner med proteinerne og overfører protoner til proteinmolekylerne gennem en syre-base reaktion. Det protonerede protein bliver mindre opløseligt og udfældes i sidste ende til fast tilstand og skilles fra vandet.

2. Eliminering af vandhårdhed med ionbytterharpikser

^{Vand, der har en relativt høj koncentration af calcium (Ca 2+} ) og magnesium (Mg ^2` ) ioner er kendt som hårdt vand . Hårdt vand kan give mange problemer til hjemmet, herunder udfældning af calcium og magnesiumkarbonat i rørene, som langsomt tilstopper dem til det punkt, hvor der ikke kan passere mere vand. De danner også uopløselige salte med sæbemolekyler, der forhindrer det i at virke ved at fjerne urenheder, når vi vasker eller bader.

På steder, hvor vandet er hårdt, er der ofte installeret specielle filtre, der fjerner disse ioner fra vandet, og effektivt “blødgør” det. I modsætning til et konventionelt filter, som er et porøst materiale, der ikke tillader partikler af en vis størrelse at passere igennem, er filtre til at eliminere vandhårdhed faktisk lavet af to specielle harpikser kaldet ionbytterharpikser. Disse harpikser reagerer gennem kemiske reaktioner.

Den første harpiks udskifter de nævnte kationer (Ca ²⁺ og Mg ²⁺ ) med protoner gennem en kemisk fortrængningsreaktion som f.eks.

Hvor M ²⁺ repræsenterer en af ​​de to kationer. I mellemtiden, for at forhindre vandet i at blive surt, udskifter en anden harpiks de anioner, der fungerer som modioner for calcium og magnesium med hydroxidioner:

Hydroxidionerne frigivet på anionbytterharpiksen neutraliserer derefter protonerne frigivet fra kationbytterharpiksen ved en anden kemisk reaktion:

3. Falmning af maling i solen

Hvis vi går en kort tur gennem en by eller by og ser på de mange reklamer og bannere spredt på hver side af vejen, vil vi bemærke, at de nye reklametavler har intense og levende farver, mens de, der har været udsat for solen i længere, vind og regn har allerede mistet det meste af deres farve. Faktisk er de første farver, der falmer, normalt blå og grønne toner, hvilket efterlader røde og gule toner, hvorfor mange gamle print, der er udsat for solen, fremstår gullige eller orange.

I nogle tilfælde skyldes det vejrlig og erosion af vind og regn, men i de fleste tilfælde skyldes misfarvningen den kemiske nedbrydning af pigmenter, især blå og grønne nuancer, ved påvirkning af solens ultraviolette stråler.

4. Dannelsen af ​​skum ved tilsætning af hydrogenperoxid til et sår

Hydrogenperoxid er en vandig opløsning, der indeholder omkring 10 % til 30 % hydrogenperoxid (H ₂ O ₂ ). Denne forbindelse nedbrydes spontant til oxygengas og vand gennem en disproportionering eller dismutation kemisk reaktion:

Denne reaktion er meget langsom i en flaske brintoverilte til antiseptisk brug som den, vi normalt har i en førstehjælpskasse. Imidlertid har cellerne i vores blod og i de fleste eukaryoter organeller, hvori der er enzymer, der er specialiseret i katalytisk nedbrydning af hydrogenperoxid. Når vi således tilføjer brintoverilte til et åbent sår, nedbryder det hurtigt brintoverilte, og frigiver iltgas, som producerer de bobler, der danner det skum, vi ser.

5. Krystallisering af plast udsat for solen

Sollys og dets ultraviolette stråler er i stand til at katalysere en lang række forskellige kemiske reaktioner. En af dem er nedbrydningen af ​​de polymere kæder, der danner strukturen af ​​plast. Som en konsekvens ender de fleste af de plastikgenstande, som vi efterlader i solen i lang tid, med at miste deres plastiske egenskaber og blive til et stift og sprødt materiale, der ligner et sæt komprimerede krystaller.

Denne proces, som ofte er forbundet med krystallisation, er en kemisk ændring, da den ændrer den kemiske sammensætning og forbindelsen mellem atomerne, der udgør de lange polymermolekyler.

6. Madens farveændring, når den steges eller steges

Få ting er mere lækkert end den stumpe og karamelliserede smag, der dannes på overfladen af ​​kød og grøntsager, når man griller, steger eller steger. Som alt andet i køkkenet sker denne karamelliseringsproces takket være en række forskellige kemiske processer. I dette tilfælde involverer det et meget komplekst sæt kemiske reaktioner kendt som Maillard-reaktioner.

Det er reaktioner, der opstår mellem sukkerarter i fødevarer og aminosyrerester i proteiner. Disse omtales ofte som Maillard-reaktioner, selvom disse teknisk set er glycosylerings- eller glycosyleringsreaktioner, der ligner dem, der almindeligvis forekommer i levende celler, men uden indblanding af enzymkatalysatorer. I stedet drives Maillard-reaktioner af varme.

7. Krystallisation af honning

Honning er en højkoncentreret opløsning af forskellige sukkerarter i vand. På trods af dens høje koncentration forbliver alle opløste stoffer normalt opløst. Men hvis vi efterlader en flaske honning uforstyrret i en længere periode, vil vi højst sandsynligt observere, at der enten begynder at dukke små sukkerkrystaller op i bunden, eller også udløses fuldstændig krystallisering af al honningen, hvormed alt ender med at blive til en enkelt tilsyneladende solid blok.

Denne krystallisationsproces betragtes ofte som en kemisk ændring. Det kan dog nemt vendes ved let at opvarme honningen, hvilket øger opløseligheden af ​​de tilstedeværende sukkerarter, og de opløses igen.

8. Hærdning af katalyserede emaljer

Der er en bred vifte af forskellige malinger og emaljer på markedet, som hver har sin egen særlige anvendelse. Men når vi leder efter en stærk, blank og meget modstandsdygtig finish, vælger vi næsten altid en form for katalyseret emalje. Disse emaljer er intet andet end plastikharpikser dannet af lange polymerer, der har sidekæder, der er i stand til at forbinde hinanden gennem kemiske reaktioner. Når disse reaktioner opstår, dannes et netværk af indbyrdes forbundne molekyler, som er ekstremt stærkt.

Disse reaktioner kræver dog, at der opstår en katalysators virkning, ellers ville glasuren størkne i glasset og ikke kunne påføres overfladen. Denne katalysator købes sammen med emaljen og blandes med den i passende forhold i henhold til mængden af ​​emalje, du ønsker at forberede.

Så næste gang du ser en maler eller endda en manicurist, blander en neglelak med en lille mængde af et gennemsigtigt, farveløst stof og derefter påfører neglelakken på enhver overflade, lad os huske, at vi er ved at se et katalyseret kemikalie. reaktion af tværbindingsdannelse mellem polymerharpikser.

9. Karamelliseringen af ​​sukker

Ved at varme sukker op i en gryde med en lille mængde vand, kan vi se, at sukkeret først smelter og bliver til en væske. Men ved opvarmning lidt mere bemærker vi, at den begynder at få en lysebrun farve og frigiver en lækker karakteristisk lugt. Der er dannet karamel.

På dette tidspunkt er forekomsten af ​​en kemisk reaktion tydelig, da der dannes en forbindelse med en anden aroma end ren sukker, og som desuden har en anden farve, da sukker er naturligt hvidt. Denne proces med karameldannelse (eller karamellisering) er en kemisk reaktion, hvor saccharosemolekylerne af bordsukker forbinder sig med hinanden og danner således en polymer.

10. Hærdning af lim baseret på epoxyharpikser

Ligesom katalyserede emaljer er epoxyharpikser lavet af præpolymeriseret plast, hvor polymerkæderne til at begynde med er fri for hinanden. Men når den blandes med en anden harpiks, der har en passende katalysator blandt dets komponenter, udløses en polymerisationsreaktion, hvor sidekæderne af polymererne flettes sammen og hærder harpiksen.

Dette er driftsprincippet for mange meget hårde og modstandsdygtige lime.

Referencer

Arias Giraldo, S., & López Velasco, DM (2019). Kemiske reaktioner af simple sukkerarter, der anvendes i fødevareindustrien . Lampsakos. 22. 123-136. https://www.redalyc.org/journal/6139/613964509011/html/

Institut for Uorganisk Kemi. (nd). Katalytisk nedbrydning af hydrogenperoxid . Universitetet i Alicante. https://dqino.ua.es/es/virtual-laboratory/decomposicion-catalitica-del-peroxido-de-hidrogeno.html

Gazechim Composites Iberica. (2013, 25. oktober). Epoxyharpiks . https://www.gazechim.es/noticias/actualidad/resina-epoxi/

Madsen, J. (2020, 18. februar). Videnskaben bag epoxyhærdningsprocessen . varmeeksperter. https://www.heatxperts.com/es/blog/post/the-science-behind-the-epoxy-curing-process.html

VelSid. (2014, 26. juli). Maillard reaktion . Gastronomi & Co. https://gastronomiaycia.republica.com/2010/03/11/reaccion-de-maillard/

grøn honning. (2019, 12. november). Krystalliseret honning, den rene honning for livet . https://www.verdemiel.es/blog/2019/11/12/miel-cristalisada-la-miel-pura-de-toda-la-vida/