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우리는 끊임없이 움직이는 무수한 원자, 이온, 분자로 구성된 세계에 살고 있으며 끊임없이 서로 충돌하여 무수한 물질 변화를 일으 킵니다. 이러한 변화는 태양에 얼음이 녹거나 페인트 건조에서 용매가 증발하는 것과 같은 물리적 변화일 수 있지만 대부분의 경우 화학적 변화 또는 화학 반응입니다.
화학 공부의 가장 재미있는 부분 중 하나는 우리 주변에서 일어나는 이러한 변화를 인식하는 법을 배우고 이러한 변화 중 일부의 아름다움과 다른 것의 단순함 너머를 보는 법을 배우는 것입니다. 그렇기 때문에 이 기사에서는 우리 주변에서 매일(또는 거의 매일) 경험하는 화학적 변화의 10가지 예 목록을 제시합니다.
물질의 다양한 유형의 변화
화학적 변화 의 예를 살펴보기 전에 화학적 변화가 우리 주변에서 지속적으로 발생하는 다른 변화 과정과 구별되도록 화학적 변화가 무엇인지 검토하는 것이 중요합니다.
물질은 다양한 유형의 변경 프로세스 또는 변형을 겪을 수 있음을 기억하십시오. 대체로 이러한 변화는 물리적 변화, 화학적 변화, 핵 변화 또는 변형으로 분류됩니다.
신체적 변화란 무엇입니까?
물리적 변화는 물질이 기본 구조에 어떠한 변화도 겪지 않는 변화입니다. 즉, 그것들은 성질이나 원소 구성이 변하지 않는 변형 과정이며, 물질에 존재하는 물질을 구성하는 원자와 이온이 함께 결합되거나 연결되는 방식도 아닙니다.
예를 들어, 물의 증발은 물리적인 변화입니다. 액체 상태의 물과 기체 상태의 물은 변형의 증거에도 불구하고 물로 남아 있기 때문입니다.
화학 변화란 무엇입니까?
반면에 화학 공정 또는 변화는 하나 이상의 화학 물질이 원소 구성 또는 서로 연결되는 방식 및 순서의 변화를 통해 다른 물질 또는 다른 물질로 변형되는 변형입니다. 그것들을 구성하는 원자.
즉, 화학적 변화는 반응물이라고 하는 하나 이상의 화학 물질의 원자를 분해하고 재구성하여 생성물이라고 하는 하나 이상의 다른 화학 물질을 생성하는 과정으로 구성됩니다.
화학적 변화는 하나 이상의 물질이 사라지고 하나 이상의 다른 화학 물질이 나타나므로 쉽게 인식할 수 있습니다. 이들은 원래 물질과 근본적으로 다른 속성과 특성을 가질 수 있으므로 어떤 경우에는 매우 쉽게 인식할 수 있습니다. 예를 들어, 많은 화학 반응은 급격한 색상 변화, 열, 빛 또는 둘 모두의 형태로 다량의 에너지를 갑자기 방출하거나 전혀 엉뚱한 곳에 있는 것처럼 보이는 다양한 색상의 인상적인 결정의 출현으로 표시될 수도 있습니다.
핵변화란?
마지막으로 핵 변화가 있습니다. 핵 반응은 물리적 및 화학적 변화보다 훨씬 덜 빈번하지만 매우 중요합니다. 그들은 하나 이상의 새로운 원자를 생성하기 위해 원자의 핵이 변화하는 과정으로 구성됩니다. 이것은 원자력 발전소, 원자 폭탄의 폭발 또는 별의 핵에서 발생하는 반응 유형입니다.
이제 화학적 변화가 무엇인지 기억하고 물질이 겪을 수 있는 다른 두 가지 유형의 변화와 구별하는 방법을 알았으니 우리 주변에서 지속적으로 발생하는 화학적 변화의 몇 가지 구체적인 예를 살펴보겠습니다.
1. 우유 자르기
우리 대부분은 냉장고에 있던 우유가 상했다는 불쾌한 놀라움을 경험했습니다. 우리는 처음에 균질한 흰색 혼합물로 보였던 것이 이제 두 개의 명확하게 구별되는 상으로 분리된 것을 관찰했을 때 즉시 이를 알아차렸습니다. 그 중 하나는 더 고체이고 수상에 떠 있습니다.
이 과정은 성장하고 번식할 때 우유를 산성화하는 일련의 생화학 반응을 수행하는 박테리아의 작용 때문입니다. 그러나 생화학적 반응이 실제로는 여러 유형의 화학 반응의 집합이라는 사실에도 불구하고 우리가 육안으로 보는 반응은 산도를 담당하는 하이드로늄 이온(H 3 O + 이온)과 단백질 사이 에서 발생 합니다 . 원래 물에 녹아 있던 우유.
우유의 pH를 낮추면(또는 산도를 높이면) 과잉 하이드로늄 이온이 단백질과 반응하여 산-염기 반응을 통해 양성자를 단백질 분자로 전달합니다. 양성자화된 단백질은 덜 용해되고 궁극적으로 고체 상태로 침전되어 물에서 분리됩니다.
2. 이온교환수지로 물의 경도 제거
칼슘(Ca 2+ )과 마그네슘(Mg 2` ) 이온의 농도가 상대적으로 높은 물을 경수라고 합니다 . 경수는 파이프에 칼슘과 탄산마그네슘이 침전되어 더 이상 물이 통과할 수 없는 지점까지 파이프를 천천히 막히는 것을 포함하여 가정에 많은 문제를 일으킬 수 있습니다. 그들은 또한 비누 분자와 불용성 염을 형성하여 우리가 씻거나 목욕할 때 불순물을 제거하여 작용하는 것을 방지합니다.
물이 단단한 곳에서는 물에서 이러한 이온을 제거하여 물을 효과적으로 “연화”시키는 특수 필터가 종종 설치됩니다. 특정 크기의 입자가 통과하지 못하는 다공성 물질인 기존 필터와 달리 물의 경도를 제거하는 필터는 실제로 이온 교환 수지라는 두 가지 특수 수지로 만들어집니다. 이 수지는 화학 반응을 통해 반응합니다.
첫 번째 수지는 다음과 같은 화학적 치환 반응을 통해 언급된 양이온(Ca 2+ 및 Mg 2+ )을 양성자로 교환합니다.
여기서 M 2+는 두 양이온 중 하나를 나타냅니다. 한편, 물이 산성이 되는 것을 방지하기 위해 다른 수지는 칼슘 및 마그네슘의 반대 이온으로 작용하는 음이온을 수산화물 이온으로 교환합니다.
음이온 교환 수지에서 방출된 수산화물 이온은 다른 화학 반응에 의해 양이온 교환 수지에서 방출된 양성자를 중화합니다.
3. 햇볕에 페인트가 바래짐
우리가 어떤 마을이나 도시를 조금만 걸으며 도로 양쪽에 흩어져 있는 여러 광고와 현수막을 보면 새 광고판은 강렬하고 생생한 색상을 가지고 있는 반면 햇빛에 오랫동안 노출된 광고판은 더 이상 바람과 비는 이미 대부분의 색을 잃었습니다. 실제로 가장 먼저 바래는 색상은 일반적으로 파란색과 녹색 톤이며 빨간색과 노란색 톤을 남기므로 태양에 노출된 많은 오래된 인쇄물이 노란색 또는 주황색으로 나타납니다.
어떤 경우에는 바람과 비에 의한 풍화 및 침식으로 인한 경우도 있지만 대부분의 경우 변색은 태양의 자외선 작용에 의한 안료, 특히 청색 및 녹색 음영의 화학적 분해로 인한 것입니다.
4. 상처에 과산화수소 첨가 시 거품 형성
과산화수소는 약 10%~30%의 과산화수소(H 2 O 2 ) 를 포함하는 수용액입니다 . 이 화합물은 불균형 또는 변이 화학 반응을 통해 자발적으로 산소 가스와 물로 분해됩니다.
이 반응은 일반적으로 응급 처치 키트에 있는 것과 같은 소독용 과산화수소 병에서 매우 느립니다. 그러나 우리 혈액 세포와 대부분의 진핵생물 세포에는 과산화수소를 촉매 분해하는 데 특화된 효소가 있는 소기관이 있습니다. 따라서 열린 상처에 과산화수소를 첨가하면 과산화수소가 빠르게 분해되어 우리가 보는 거품을 형성하는 거품을 생성하는 산소 가스를 방출합니다.
5. 태양에 노출된 플라스틱의 결정화
햇빛과 그 자외선은 수많은 다른 화학 반응을 촉매할 수 있습니다. 그 중 하나는 플라스틱 구조를 형성하는 고분자 사슬의 분해입니다. 결과적으로 우리가 오랫동안 태양 아래에 방치한 대부분의 플라스틱 물체는 플라스틱 특성을 잃고 압축된 결정 세트와 유사하게 단단하고 부서지기 쉬운 물질로 변합니다.
종종 결정화와 관련이 있는 이 과정은 화학적 조성과 긴 폴리머 분자를 구성하는 원자 사이의 연결성을 변경하기 때문에 화학적 변화입니다.
6. 튀기거나 구울 때 음식의 변색
굽거나 튀기거나 구울 때 고기와 야채 표면에 형성되는 뭉툭하고 캐러멜 맛보다 더 맛있는 것은 거의 없습니다. 주방의 모든 것과 마찬가지로 이 캐러멜화 과정은 일련의 다양한 화학 공정 덕분에 발생합니다. 이 경우 마이야르 반응으로 알려진 매우 복잡한 화학 반응이 수반됩니다.
이들은 식품의 당과 단백질의 아미노산 잔기 사이에서 발생하는 반응입니다. 기술적으로 이들은 살아있는 세포 내에서 일반적으로 발생하는 것과 유사하지만 효소 촉매의 개입 없이 글리코실화 또는 글리코실화 반응이지만 이들은 종종 마이야르 반응이라고 합니다. 대신 Maillard 반응은 열에 의해 구동됩니다.
7. 꿀의 결정화
꿀은 물에 다양한 당류가 고농축된 용액입니다. 높은 농도에도 불구하고 모든 용질은 일반적으로 용해된 상태로 남아 있습니다. 그러나 꿀 한 병을 오랫동안 그대로 두면 작은 설탕 결정이 바닥에 나타나기 시작하거나 모든 꿀의 완전한 결정화가 시작되는 것을 관찰할 가능성이 큽니다. 겉보기에 단단한 단일 블록.
이 결정화 과정은 종종 화학적 변화로 간주됩니다. 그러나 꿀을 약간 가열하면 쉽게 역전될 수 있습니다. 그러면 존재하는 설탕의 용해도가 증가하고 다시 용해됩니다.
8. 촉매 법랑질의 경화
시중에는 다양한 페인트와 에나멜이 있으며 각각 고유한 용도가 있습니다. 그러나 강하고 광택이 있으며 매우 저항력이 강한 마감을 찾을 때 우리는 거의 항상 어떤 유형의 촉매 에나멜을 선택합니다. 이 법랑질은 화학 반응을 통해 서로 결합할 수 있는 측쇄를 가진 긴 폴리머로 형성된 플라스틱 수지에 지나지 않습니다. 이러한 반응이 일어나면 매우 강한 상호 연결된 분자 네트워크가 형성됩니다.
그러나 이러한 반응이 일어나려면 촉매 작용이 필요합니다. 그렇지 않으면 유약이 병 안에서 응고되어 표면에 적용될 수 없습니다. 이 촉매는 에나멜과 함께 구매되며, 준비하려는 에나멜의 양에 따라 적절한 비율로 혼합됩니다.
따라서 다음에 화가나 매니큐어사를 볼 때 소량의 투명하고 무색인 물질과 매니큐어를 섞은 다음 매니큐어를 아무 표면에나 바르면 촉매 작용을 하는 화학 물질을 보게 될 것임을 기억해야 합니다. 고분자 수지 간의 가교 형성 반응.
9. 설탕의 캐러멜화
소량의 물과 함께 냄비에 설탕을 가열하면 설탕이 먼저 녹아서 액체가 되는 것을 볼 수 있습니다. 그러나 조금 더 가열하면 연한 갈색으로 변하기 시작하고 맛있는 특유의 냄새가 나는 것을 알 수 있습니다. 캐러멜이 형성되었습니다.
이 시점에서 화학 반응이 일어나는 것은 순수한 설탕과는 다른 향을 가진 화합물이 형성되고 있으며, 또한 설탕은 원래 흰색이기 때문에 다른 색을 띄고 있기 때문입니다. 이 캐러멜 형성(또는 캐러멜화) 과정은 테이블 설탕의 자당 분자가 서로 연결되어 중합체를 형성하는 화학 반응입니다.
10. 에폭시 수지 기반 접착제 경화
촉매화된 에나멜과 마찬가지로 에폭시 수지는 중합체 사슬이 초기에 서로 분리된 사전 중합된 플라스틱으로 구성됩니다. 그러나 성분 중 적당한 촉매를 가진 2차 수지와 혼합하면 고분자 측쇄가 서로 얽히는 중합 반응이 일어나 수지가 굳는다.
이것은 많은 매우 단단하고 내성이 강한 접착제의 작동 원리입니다.
참조
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