Tabla de Contenidos
Đây là một câu hỏi rất phổ biến mà sinh viên hóa học ở các cấp độ khác nhau được hỏi, vì nó nêu bật một số đặc điểm quan trọng nhất của kiểu quy trình nếm và yêu cầu sử dụng khả năng phán đoán và tư duy phản biện để quyết định kiểu thay đổi nào.
Để tìm ra câu trả lời, chúng ta phải hiểu rõ quá trình hóa học và vật lý là gì, cách chúng ta nhận biết chúng và chính xác điều gì xảy ra khi chúng ta hòa tan muối trong nước.
Thay đổi vật lý so với thay đổi hóa học
Biến đổi vật lý được định nghĩa là những biến đổi có thể làm thay đổi hình thức bên ngoài hoặc trạng thái kết tụ của một chất nhưng không làm thay đổi bản chất hóa học của nó. Điều này có nghĩa là chúng là những thay đổi trong đó các chất chuyển từ pha này sang pha khác, chẳng hạn như từ chất rắn sang chất lỏng hoặc từ chất lỏng sang chất khí, nhưng thành phần của chúng vẫn giữ nguyên.
Ví dụ, khi nước đá, được tạo thành từ các phân tử nước (H 2 O), tan chảy, nó biến thành nước lỏng, rõ ràng là cũng được tạo thành từ các phân tử tương tự. Các tính chất vật lý và hình thức bên ngoài đã thay đổi hoàn toàn, nhưng chúng vẫn có cùng thành phần.
Trong trường hợp này, không có phản ứng hóa học nào xảy ra làm thay đổi bản chất của các phân tử là một phần của băng.
Mặt khác, sự biến đổi hóa học được đặc trưng bởi sự xảy ra phản ứng hóa học làm thay đổi cấu trúc hoặc tính chất hóa học của các chất. Ngoài sự thay đổi về hình thức vật lý, có thể quan sát thấy sự xuất hiện của các chất hóa học khác với chất ban đầu.
Ví dụ, trong quá trình điện phân nước, các phân tử tách ra để tạo thành phân tử hydro và oxy, vì vậy đây là một sự thay đổi hóa học.
Làm thế nào để phân biệt giữa hai?
Chìa khóa để nhận biết và phân biệt các quá trình vật lý và hóa học là quá trình thứ nhất có thể được biểu diễn bằng các phương trình hóa học trong đó các chất phản ứng và sản phẩm là các chất hóa học khác nhau.
Mặt khác, do các quá trình vật lý không làm thay đổi bản chất của các chất nên chúng có thể được phục hồi dưới dạng không thay đổi thông qua các quá trình vật lý khác như bay hơi, chưng cất, đông đặc, v.v.
Tuy nhiên, cần phải cẩn thận trong phân tích này, vì có thể các quá trình như bay hơi dẫn đến sự xuất hiện của quá trình hóa học ngược lại tái tạo hóa chất ban đầu. Vấn đề là một số quy trình khó phân biệt hơn những quy trình khác, vì vậy cần phải tìm kiếm bằng chứng bổ sung hỗ trợ cho giả thuyết tương ứng.
Điều gì xảy ra khi chúng ta hòa tan muối trong nước?
Muối ăn thông thường hay NaCl, là một hợp chất ion rắn ở nhiệt độ phòng, được hình thành bởi một mạng tinh thể gồm các ion natri và clorua. Khi hòa tan trong nước, dung môi này sẽ tách các ion và nhốt chúng trong một loại lồng phân tử nước, tạo thành các ion hòa tan. Quá trình này có thể được biểu diễn bằng phương trình hóa học sau:
Một quá trình tương tự xảy ra bất cứ khi nào chúng ta hòa tan bất kỳ chất điện phân mạnh nào trong nước. Bằng mắt thường, tất cả những gì chúng ta thấy là các tinh thể muối (NaCl rắn) dần dần tan ra cho đến khi chúng biến mất. Tuy nhiên, có rất nhiều bằng chứng cho thấy rằng sự thay đổi hóa học được biểu thị bằng phương trình trên thực tế đã xảy ra.
Bằng chứng chính là natri clorua rắn không có khả năng dẫn điện, vì các ion bị giữ lại trong cấu trúc tinh thể. Tuy nhiên, khi hòa tan trong nước, dung dịch thu được dẫn điện.
Để điều này xảy ra, các ion tích điện trái dấu phải có khả năng di chuyển độc lập đến hai điện cực đối diện, điều này sẽ chỉ xảy ra nếu các ion natri và clorua được tách ra một cách hiệu quả. Nếu chúng ở cùng nhau, như trong NaCl, các hạt sẽ cảm thấy bị hút vào cả hai điện cực như nhau nên chúng sẽ không di chuyển, và do không di chuyển nên sẽ không có sự dẫn điện.
Nói một cách đơn giản, trong quá trình hòa tan NaCl, liên kết ion giữ các hạt của hợp chất lại với nhau bị phá vỡ và sự phá vỡ liên kết hóa học là dấu hiệu của sự thay đổi hóa học.
Kết bài: Tại sao nói quá trình hòa tan muối trong nước là một quá trình hóa học?
Dựa trên những gì đã nói lúc trước, rõ ràng là các ion Na + (aq) và Cl – (aq) là các dạng hóa học khác với (các) NaCl . Vì lý do này, quá trình hòa tan liên quan đến sự thay đổi bản chất hóa học của muối, đó là lý do tại sao nó được phân loại là một quá trình hóa học.
Nhìn theo một cách khác, các quá trình phân ly rõ ràng là các quá trình hóa học và vì quá trình hòa tan muối trong nước liên quan đến sự phân ly hợp chất thành các ion cấu thành của nó, nên chúng nhất thiết phải là các quá trình hóa học.
Tại sao một số người coi sự hòa tan của muối là một quá trình vật lý?
Tất cả dường như khá rõ ràng sau khi nhìn vào nó như một lúc trước. Vậy tại sao nghi ngờ phát sinh? Lý do là, như chúng ta đã thấy trong những dịp khác, không phải mọi thứ đều rõ ràng trắng đen. Hóa ra cũng có những lập luận khác ủng hộ quá trình này hoàn toàn là vật lý chứ không phải hóa học.
Đầu tiên, có một thực tế là cả cation natri và anion clorua đều không trải qua bất kỳ thay đổi nào trong cấu trúc điện tử của lớp vỏ hóa trị của chúng trong quá trình hòa tan. Điều này được nhiều người giải thích là không có sự thay đổi hóa học. Mặc dù đây là một điểm quan trọng, nhưng phải nhớ rằng liên kết ion không liên quan đến các electron dùng chung giữa các ion, vì vậy việc phá vỡ loại liên kết này không ảnh hưởng đến sự phân bố điện tử của các ion.
Mặt khác, nhiều người cũng đưa ra lập luận rằng có thể dễ dàng thu hồi muối bằng cách làm bay hơi nước, điều này hoàn toàn đúng. Tuy nhiên, việc một quá trình có thể đảo ngược không có nghĩa là nó nhất thiết phải là vật chất. Trên thực tế, rất nhiều quá trình hóa học, kể cả phản ứng phân ly, là quá trình thuận nghịch. Mặt khác, không phải tất cả các quá trình vật lý đều có thể đảo ngược.
Một vài lời cuối cùng về cuộc thảo luận
Do tất cả các lập luận ủng hộ và phản đối, cuộc thảo luận về bản chất của quá trình hòa tan muối vẫn tiếp tục, và đó là một điều tốt vì nó khiến sinh viên hóa học suy nghĩ và phân tích bằng chứng theo quan điểm phê phán. xem.
Vấn đề gây ra nhiều nhầm lẫn là chúng ta thường có xu hướng nghĩ về các hợp chất ion giống như cách chúng ta nghĩ về các hợp chất cộng hóa trị, như thể chúng là các phân tử rời rạc (ví dụ như NaCl), trong khi thực tế thì không phải vậy.
Nói về việc phá vỡ liên kết ion không giống như nói về việc phá vỡ liên kết cộng hóa trị, mặc dù cả hai đều là liên kết hóa học.
Trong trường hợp các hợp chất phân tử, liên kết cộng hóa trị chỉ giữ các nguyên tử tạo nên mỗi phân tử lại với nhau. Lực liên kết giữ các phân tử lại với nhau ở trạng thái rắn và lỏng là lực liên phân tử. Đây là những tương tác bị phá vỡ hoặc tái tạo trong các quá trình vật lý.
Mặt khác, trong các hợp chất ion, không có lực nội phân tử cũng như lực liên phân tử, vì không có phân tử. Liên kết ion đại diện cho lực kết dính duy nhất giữ tất cả các ion lại với nhau trong mạng tinh thể, vì vậy việc phá vỡ các lực này khi hòa tan một muối rất giống với những gì xảy ra khi chúng ta phá vỡ các lực liên phân tử khi làm nóng chảy hoặc làm bay hơi một phân tử rắn. (cả vật lý quy trình).
Do đó, chúng ta đang nói về một khu vực màu xám. Cuối cùng, điều quan trọng không phải là liệu quá trình này là vật lý hay hóa học hay không, hay ai thắng trong cuộc tranh luận. Điều quan trọng ở đây là thảo luận được tạo ra và học sinh học cách bảo vệ quan điểm của mình và hiểu quan điểm của người khác.
Lưu ý về các quy trình giải thể khác
Cần lưu ý rằng thực tế là quá trình hòa tan muối là một quá trình hóa học không nhất thiết ngụ ý rằng tất cả các quá trình hòa tan cũng là hóa học. Điều này chỉ đúng với các chất điện ly phân ly trong dung dịch, vì quá trình phân ly là một biến đổi hóa học.
Mặt khác, khi chúng ta hòa tan các chất tan phân tử không bị ion hóa, chẳng hạn như khi hòa tan đường trong nước hoặc octan trong benzen, các phân tử chất tan không bị phá vỡ hoặc hình thành bất kỳ liên kết hóa học nào giữa các nguyên tử cấu tạo nên chúng. Vì lý do này, các quá trình hòa tan này là các quá trình vật lý.
Người giới thiệu
Nâu, T. (2021). Hóa học: Khoa học Trung tâm (tái bản lần thứ 11). Luân Đôn, Anh: Giáo dục Pearson.
Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS, & Herranz, ZR (2020). Hóa học ( tái bản lần thứ 10 .). Thành phố New York, NY: MCGRAW-HILL.
Phân loại vật chất: Thuộc tính của vật chất. Lấy từ https://www.clevelandmetroschools.org/
Các tính chất vật lý và hóa học. (2020, ngày 30 tháng 10). Lấy từ https://espanol.libretexts.org/@go/page/1795
