Tabla de Contenidos
Aceasta este o întrebare foarte frecventă pe care li se pun studenții la chimie de diferite niveluri, deoarece evidențiază unele dintre cele mai importante caracteristici ale procesului de tip degustare și necesită utilizarea raționamentului și a gândirii critice pentru a decide despre ce tip de schimbare este vorba.
Pentru a găsi răspunsul, trebuie să fim clari ce sunt procesele chimice și fizice, cum le recunoaștem și ce se întâmplă exact când dizolvăm sarea în apă.
Modificări fizice vs. modificări chimice
Modificările fizice sunt definite ca fiind acelea care pot modifica aspectul sau starea de agregare a unei substanțe, dar nu îi modifică natura chimică. Aceasta înseamnă că sunt acele modificări în care substanțele trec de la o fază la alta, cum ar fi de la solid la lichid sau de la lichid la gaz, dar compoziția lor rămâne aceeași.
De exemplu, atunci când gheața, care este formată din molecule de apă (H 2 O), se topește, se transformă în apă lichidă, care, evident, este și ea formată din aceleași molecule. Proprietățile fizice și aspectul s-au schimbat radical, dar au încă aceeași compoziție.
În acest caz, nu a avut loc nicio reacție chimică care să schimbe natura moleculelor care făceau parte din gheață.
Pe de altă parte, transformările chimice se caracterizează prin apariția unei reacții chimice care modifică structura sau natura chimică a substanțelor. Pe lângă o modificare a aspectului fizic, se poate observa și apariția unor substanțe chimice diferite de cele originale.
De exemplu, în electroliza apei, moleculele se despart pentru a forma hidrogen molecular și oxigen, deci aceasta este o schimbare chimică.
Cum se face distincția între cele două?
O cheie pentru recunoașterea și distingerea proceselor fizice de cele chimice este aceea că primele pot fi reprezentate prin ecuații chimice în care reactanții și produsele sunt substanțe chimice diferite.
Pe de altă parte, deoarece procesele fizice nu schimbă natura substanțelor, atunci acestea pot fi recuperate neschimbate prin alte procese fizice, cum ar fi evaporarea, distilarea, solidificarea etc.
Cu toate acestea, trebuie avută grijă în această analiză, deoarece este posibil ca procese precum evaporarea să conducă la apariția unui proces chimic invers care regenerează substanța chimică inițială. Ideea este că unele procese sunt mai greu de distins decât altele, așa că este necesar să se caute dovezi suplimentare care să susțină ipoteza respectivă.
Ce se întâmplă când dizolvăm sarea în apă?
Sarea de masă comună sau NaCl, este un compus ionic solid la temperatura camerei, care este format dintr-o rețea cristalină de ioni de sodiu și clorură. Când este dizolvat în apă, acest solvent separă ionii și îi blochează într-un fel de cușcă de molecule de apă, formând ionii solvați. Acest proces poate fi reprezentat prin următoarea ecuație chimică:
Un proces similar se întâmplă ori de câte ori dizolvăm orice electrolit puternic în apă. Cu ochiul liber, tot ce vedem este că cristalele de sare (NaCl solid) se dizolvă treptat până când dispar. Cu toate acestea, există o mulțime de dovezi care sugerează că schimbarea chimică reprezentată de ecuația de mai sus a avut loc, de fapt.
Dovada principală este faptul că clorura de sodiu solidă nu are capacitatea de a conduce electricitatea, deoarece ionii sunt prinși în structura cristalină. Cu toate acestea, atunci când este dizolvată în apă, soluția rezultată conduce electricitatea.
Pentru ca acest lucru să se întâmple, trebuie să fie posibil ca ionii încărcați opus să se deplaseze independent către cei doi electrozi opusi, ceea ce se va întâmpla numai dacă ionii de sodiu și de clorură sunt separați efectiv. Dacă ar rămâne împreună, ca în NaCl, particulele s-ar simți atrase în mod egal de ambii electrozi, astfel încât nu s-ar mișca, iar dacă nu se mișcă, nu ar exista nicio conducere a electricității.
Mai simplu spus, în timpul dizolvării NaCl, legătura ionică care ține particulele compusului împreună este ruptă, iar ruperea unei legături chimice este semnul distinctiv al unei schimbări chimice.
Verdictul: De ce dizolvarea sării în apă este un proces chimic?
Pe baza celor spuse cu un moment în urmă, este clar că ionii Na + (aq) și Cl – (aq) sunt specii chimice diferite de NaCl (s) . Din acest motiv, procesul de dizolvare presupune o modificare a naturii chimice a sării, motiv pentru care este clasificată drept proces chimic.
Privite altfel, procesele de disociere sunt în mod evident procese chimice și, deoarece dizolvarea sărurilor în apă implică disocierea compusului în ionii săi constitutivi, atunci acestea sunt în mod necesar procese chimice.
De ce unii consideră dizolvarea sării un proces fizic?
Totul pare destul de clar după ce l-am privit ca acum un moment. Deci de ce apare îndoiala? Motivul este că, așa cum am văzut cu alte ocazii, nu totul este alb-negru. Se dovedește că există și alte argumente în favoarea ca procesul să fie pur fizic și nu chimic.
Pentru început, există faptul că nici cationul de sodiu, nici anionul clorură nu suferă nicio modificare în structura electronică a învelișului lor de valență în timpul dizolvării. Acest lucru este interpretat de mulți oameni ca absența unei modificări chimice. Deși acesta este un punct important, trebuie amintit că legarea ionică nu implică electroni împărtășiți între ioni, astfel încât ruperea acestui tip de legătură nu afectează distribuția electronică a ionilor.
Pe de altă parte, mulți folosesc și argumentul că sarea poate fi recuperată cu ușurință prin evaporarea apei, ceea ce este complet adevărat. Cu toate acestea, faptul că un proces este reversibil nu înseamnă în niciun fel că este în mod necesar fizic. De fapt, foarte multe procese chimice, inclusiv reacțiile de disociere, sunt procese reversibile. Pe de altă parte, nu toate procesele fizice sunt reversibile.
Câteva cuvinte finale despre discuție
În virtutea tuturor argumentelor pro și contra, discuția despre natura procesului de dizolvare a sărurilor continuă și este un lucru bun că o face, deoarece îi face pe studenții la chimie să gândească și să analizeze dovezile dintr-un punct de vedere critic. vedere.
Problema care provoacă atât de multă confuzie este că adesea avem tendința de a ne gândi la compușii ionici în același mod în care ne gândim la compușii covalenti, ca și când ar fi molecule discrete (de NaCl, de exemplu), când de fapt nu sunt.
A vorbi despre ruperea unei legături ionice nu este ca și cum ai vorbi despre ruperea unei legături covalente, chiar dacă ambele sunt legături chimice.
În cazul compușilor moleculari, legătura covalentă ține împreună numai atomii care alcătuiesc fiecare moleculă. Forțele de coeziune care țin moleculele împreună în stare solidă și lichidă sunt forțe intermoleculare. Acestea sunt interacțiunile care sunt rupte sau regenerate în procesele fizice.
Pe de altă parte, în compușii ionici, nu există nici forțe intramoleculare, nici intermoleculare, deoarece nu există molecule. Legătura ionică reprezintă singura forță de coeziune care ține toți ionii împreună în rețeaua cristalină, așa că ruperea acestor forțe la dizolvarea unei sări este foarte asemănătoare cu ceea ce se întâmplă atunci când rupem forțele intermoleculare la topirea unui solid molecular sau la evaporarea acestuia (ambele fizice). procese).
Prin urmare, vorbim despre o zonă gri. În cele din urmă, ceea ce este important nu este dacă acest proces este sau nu fizic sau chimic sau cine câștigă argumentul. Important aici este că se generează discuții și că elevii învață să-și apere punctele de vedere și să înțeleagă punctele de vedere ale altora.
Notă despre alte procese de dizolvare
Trebuie remarcat faptul că faptul că procesul de dizolvare a sării este un proces chimic nu implică neapărat că toate procesele de dizolvare sunt și chimice. Acest lucru este valabil numai pentru electroliții care se disociază în soluție, deoarece procesul de disociere este o schimbare chimică.
Pe de altă parte, atunci când dizolvăm substanțe dizolvate moleculare care nu ionizează, cum ar fi atunci când dizolvăm zahărul în apă sau octanul în benzen, moleculele de substanță dizolvată nu se rupe și nu formează nicio legătură chimică între atomii care le compun. Din acest motiv, aceste procese de dizolvare sunt procese fizice.
Referințe
Brown, T. (2021). Chimie: Știința Centrală (ed. a 11-a). Londra, Anglia: Pearson Education.
Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS și Herranz, ZR (2020). Chimie ( ed . a 10-a). New York, NY: MCGRAW-HILL.
Clasificarea materiei: Proprietățile materiei. Preluat de la https://www.clevelandmetroschools.org/
Proprietățile fizice și chimice. (2020, 30 octombrie). Preluat de pe https://espanol.libretexts.org/@go/page/1795
