Mười ví dụ về những thay đổi hóa học chúng ta trải qua hàng ngày

Chúng ta đang sống trong một thế giới được tạo thành từ vô số nguyên tử, ion và phân tử chuyển động liên tục, va chạm liên tục với nhau, tạo ra vô số thay đổi trong vật chất. Những thay đổi này có thể là những thay đổi vật lý, chẳng hạn như băng tan dưới ánh nắng mặt trời hoặc sự bay hơi của dung môi từ sơn khô, nhưng trong nhiều trường hợp chúng là những thay đổi hóa học hoặc phản ứng hóa học.

Một trong những phần thú vị nhất của việc học hóa học là học cách nhận ra những thay đổi này xảy ra xung quanh chúng ta và học cách nhìn xa hơn vẻ đẹp của một số thay đổi này, cũng như sự đơn giản của những thay đổi khác. Đó là lý do tại sao trong bài viết này, chúng tôi trình bày danh sách mười ví dụ về những thay đổi hóa học xảy ra xung quanh chúng ta và chúng ta trải qua hàng ngày (hoặc gần như hàng ngày).

Các loại thay đổi khác nhau trong vật chất

Trước khi đi vào các ví dụ về biến đổi hóa học , điều quan trọng là phải xem lại biến đổi hóa học là gì, để phân biệt chúng với các quá trình biến đổi khác cũng liên tục xảy ra xung quanh chúng ta.

Hãy nhớ rằng vật chất có thể trải qua các loại quá trình thay đổi hoặc biến đổi khác nhau. Nói chung, những thay đổi này được phân loại thành thay đổi vật lý, thay đổi hóa học và thay đổi hoặc biến đổi hạt nhân.

một sự thay đổi vật lý là gì?

Những biến đổi vật lý là những biến đổi trong đó các chất không trải qua bất kỳ thay đổi nào về cấu trúc cơ bản của chúng. Điều đó có nghĩa là, chúng là những quá trình biến đổi trong đó bản chất cũng như thành phần nguyên tố không thay đổi, cũng như cách thức mà các nguyên tử và ion tạo nên các chất có trong vật chất không liên kết hoặc liên kết với nhau.

Ví dụ, sự bay hơi của nước là một sự thay đổi vật lý vì cả nước ở thể lỏng và nước ở thể khí đều vẫn là nước, mặc dù có bằng chứng về sự biến đổi.

một sự thay đổi hóa học là gì?

Mặt khác, các quá trình hoặc thay đổi hóa học là những biến đổi trong đó một hoặc nhiều chất hóa học được biến đổi thành một hoặc nhiều chất khác thông qua sự thay đổi về thành phần nguyên tố hoặc cách thức và thứ tự mà chúng được liên kết với nhau. các nguyên tử tạo nên chúng.

Nghĩa là, biến đổi hóa học bao gồm quá trình tháo rời và cấu hình lại nguyên tử của một hay nhiều chất hóa học, gọi là chất phản ứng, để tạo ra một hay nhiều chất hóa học khác nhau, gọi là sản phẩm.

Biến đổi hóa học rất dễ nhận biết vì chúng bao gồm sự biến mất của một hay nhiều chất và sự xuất hiện của một hay nhiều chất hóa học khác nhau. Chúng có thể có các tính chất và đặc điểm hoàn toàn khác với các chất ban đầu, khiến chúng, trong một số trường hợp, rất dễ nhận ra. Ví dụ, nhiều phản ứng hóa học tạo ra sự thay đổi màu sắc mạnh mẽ, sự giải phóng đột ngột một lượng lớn năng lượng dưới dạng nhiệt, ánh sáng hoặc cả hai hoặc thậm chí có thể được đánh dấu bằng sự xuất hiện của các tinh thể ấn tượng có màu sắc khác nhau dường như không xuất hiện.

một sự thay đổi hạt nhân là gì?

Ở vị trí cuối cùng, chúng ta có những thay đổi hạt nhân. Các phản ứng hạt nhân ít xảy ra hơn nhiều so với các biến đổi vật lý và hóa học, nhưng chúng cũng rất quan trọng. Chúng bao gồm các quá trình trong đó hạt nhân của một nguyên tử thay đổi để tạo ra một hoặc nhiều nguyên tử mới. Đây là loại phản ứng xảy ra trong các nhà máy điện hạt nhân, trong vụ nổ bom nguyên tử hoặc trong lõi của các ngôi sao.

Bây giờ chúng ta đã nhớ những thay đổi hóa học là gì và biết cách phân biệt chúng với hai loại thay đổi khác mà vật chất có thể trải qua, hãy xem xét một số ví dụ cụ thể về những thay đổi hóa học liên tục xảy ra xung quanh chúng ta.

1. Cắt sữa

Hầu hết chúng ta đều ngạc nhiên khi thấy sữa trong tủ lạnh bị hỏng. Chúng tôi ngay lập tức nhận thấy điều này khi chúng tôi quan sát thấy rằng ban đầu dường như là một hỗn hợp màu trắng đồng nhất hiện đã tách thành hai pha có thể phân biệt rõ ràng, một trong số đó rắn hơn và nổi trên pha nước.

Quá trình này là do hoạt động của vi khuẩn, khi phát triển và sinh sản, thực hiện một loạt các phản ứng sinh hóa làm axit hóa sữa. Nhưng, mặc dù thực tế là các phản ứng sinh hóa là một tập hợp các phản ứng hóa học thuộc các loại khác nhau, phản ứng mà chúng ta nhìn thấy bằng mắt thường xảy ra giữa các ion hydronium chịu trách nhiệm về tính axit (ion H 3 O + ₎ và ^protein của sữa ban đầu được hòa tan trong nước.

Bằng cách giảm độ pH của sữa (hoặc tăng tính axit của sữa, điều này cũng giống như vậy), các ion hydronium dư thừa sẽ phản ứng với các protein, chuyển các proton đến các phân tử protein thông qua phản ứng axit-bazơ. Protein bị proton hóa trở nên ít hòa tan hơn và cuối cùng kết tủa thành trạng thái rắn và tách ra khỏi nước.

2. Khử độ cứng của nước bằng hạt nhựa trao đổi ion

^{Nước có nồng độ ion canxi (Ca 2+} ) và magie (Mg ^2` ) tương đối cao được gọi là nước cứng . Nước cứng có thể gây ra nhiều vấn đề cho ngôi nhà, bao gồm sự kết tủa của canxi và magie cacbonat trong các đường ống, từ từ làm tắc nghẽn chúng đến mức nước không thể đi qua được nữa. Chúng cũng tạo thành muối không hòa tan với các phân tử xà phòng, ngăn không cho nó hoạt động bằng cách loại bỏ tạp chất khi chúng ta rửa hoặc tắm.

Ở những nơi nước cứng, người ta thường lắp đặt các bộ lọc đặc biệt để loại bỏ các ion này khỏi nước, “làm mềm” nước một cách hiệu quả. Không giống như bộ lọc thông thường, là một vật liệu xốp không cho phép các hạt có kích thước nhất định đi qua, bộ lọc để loại bỏ độ cứng khỏi nước thực sự được làm từ hai loại nhựa đặc biệt gọi là nhựa trao đổi ion. Những loại nhựa này phản ứng thông qua các phản ứng hóa học.

Nhựa đầu tiên trao đổi các cation đã đề cập (Ca ²⁺ và Mg ²⁺ ) để lấy proton thông qua phản ứng chuyển vị hóa học như sau:

Trong đó M ²⁺ đại diện cho một trong hai cation Trong khi đó, để ngăn nước trở nên có tính axit, một loại nhựa khác trao đổi các anion đóng vai trò là phản ứng của canxi và magiê đối với các ion hydroxit:

Sau đó, các ion hydroxit được giải phóng trên nhựa trao đổi anion sẽ trung hòa các proton được giải phóng khỏi nhựa trao đổi cation bằng một phản ứng hóa học khác:

3. Sơn phai màu dưới ánh nắng mặt trời

Nếu chúng ta đi bộ một đoạn ngắn qua bất kỳ thị trấn hay thành phố nào và nhìn vào vô số quảng cáo và biểu ngữ nằm rải rác hai bên đường, chúng ta sẽ nhận thấy rằng các biển quảng cáo mới có màu sắc rực rỡ và rực rỡ trong khi những biển quảng cáo đã được phơi nắng lâu hơn. lâu hơn, gió và mưa đã mất gần hết màu sắc. Trên thực tế, các màu đầu tiên bị phai thường là tông xanh dương và xanh lục, để lại tông đỏ và vàng, đó là lý do tại sao nhiều bản in cũ tiếp xúc với ánh nắng mặt trời có màu hơi vàng hoặc cam.

Trong một số trường hợp, điều này là do thời tiết và xói mòn do gió và mưa, nhưng trong hầu hết các trường hợp, sự đổi màu là do sự phân hủy hóa học của các sắc tố, đặc biệt là các sắc thái xanh lam và xanh lục, do tác động của tia cực tím của mặt trời.

4. Tạo bọt khi cho nước oxy già vào vết thương

Hydrogen peroxide là dung dịch nước chứa khoảng 10% đến 30% hydrogen peroxide (H ₂ O ₂ ). Hợp chất này tự phân hủy thành khí oxy và nước thông qua phản ứng hóa học không cân xứng hoặc phân hủy:

Phản ứng này diễn ra rất chậm trong lọ nước oxy già dùng để sát trùng giống như lọ chúng ta thường có trong bộ sơ cứu. Tuy nhiên, các tế bào máu của chúng ta và của hầu hết các sinh vật nhân chuẩn đều có các bào quan trong đó có các enzym chuyên xúc tác phân hủy hydro peroxide. Do đó, khi chúng ta thêm hydro peroxide vào vết thương hở, nó sẽ nhanh chóng phân hủy hydro peroxide, giải phóng khí oxy tạo ra bong bóng tạo thành bọt mà chúng ta nhìn thấy.

5. Sự kết tinh của nhựa khi tiếp xúc với ánh nắng mặt trời

Ánh sáng mặt trời và các tia cực tím của nó có khả năng xúc tác cho một số lượng lớn các phản ứng hóa học khác nhau. Một trong số đó là sự phân hủy các chuỗi polyme tạo thành cấu trúc của nhựa. Kết quả là, hầu hết các đồ vật bằng nhựa mà chúng ta để dưới ánh nắng mặt trời trong một thời gian dài sẽ mất đi tính chất dẻo của chúng và biến thành một vật liệu cứng và giòn, tương tự như một tập hợp các tinh thể được nén chặt.

Quá trình này, thường liên quan đến quá trình kết tinh, là một sự thay đổi hóa học vì nó làm thay đổi thành phần hóa học và khả năng kết nối giữa các nguyên tử tạo nên các phân tử polyme dài.

6. Thực phẩm bị đổi màu khi chiên, quay

Rất ít thứ ngon hơn hương vị caramen và cùn hình thành trên bề mặt của thịt và rau khi nướng, chiên hoặc quay. Giống như mọi thứ trong nhà bếp, quá trình caramen hóa này xảy ra nhờ một loạt các quá trình hóa học đa dạng. Trong trường hợp này, nó liên quan đến một tập hợp các phản ứng hóa học rất phức tạp được gọi là phản ứng Maillard.

Đây là những phản ứng xảy ra giữa đường trong thực phẩm và dư lượng axit amin trong protein. Chúng thường được gọi là phản ứng Maillard, mặc dù về mặt kỹ thuật, đây là những phản ứng glycosyl hóa hoặc glycosyl hóa tương tự như những phản ứng thường xảy ra trong tế bào sống, nhưng không có sự can thiệp của chất xúc tác enzyme. Thay vào đó, các phản ứng Maillard được thúc đẩy bởi nhiệt.

7. Mật ong kết tinh

Mật ong là một dung dịch đậm đặc của các loại đường khác nhau trong nước. Mặc dù nồng độ cao, tất cả các chất hòa tan thường vẫn hòa tan. Tuy nhiên, nếu để yên một chai mật ong trong một thời gian dài, rất có thể chúng ta sẽ quan sát thấy các tinh thể đường nhỏ bắt đầu xuất hiện ở đáy hoặc toàn bộ mật ong bị kết tinh hoàn toàn. một khối dường như vững chắc duy nhất.

Quá trình kết tinh này thường được coi là một sự thay đổi hóa học. Tuy nhiên, nó có thể dễ dàng đảo ngược bằng cách đun nóng nhẹ mật ong, làm tăng khả năng hòa tan của đường có trong đó và chúng sẽ hòa tan trở lại.

8. Bảo dưỡng men xúc tác

Có rất nhiều loại sơn và men khác nhau trên thị trường, mỗi loại đều có ứng dụng riêng. Tuy nhiên, khi tìm kiếm một lớp hoàn thiện chắc chắn, bóng và rất bền, chúng tôi hầu như luôn chọn một số loại men xúc tác. Những loại men này không gì khác hơn là nhựa dẻo được hình thành bởi các polyme dài có chuỗi bên có khả năng liên kết với nhau thông qua các phản ứng hóa học. Khi những phản ứng này xảy ra, một mạng lưới các phân tử liên kết với nhau được hình thành cực kỳ mạnh mẽ.

Tuy nhiên, những phản ứng này cần có sự tác động của chất xúc tác để xảy ra, nếu không lớp men sẽ đông đặc lại trong lọ và không thể tráng lên bề mặt được. Chất xúc tác này được mua cùng với men và được trộn với nó theo tỷ lệ thích hợp tùy theo lượng men mà bạn muốn chuẩn bị.

Vì vậy, lần tới khi bạn nhìn thấy bất kỳ họa sĩ hay thậm chí là thợ làm móng nào trộn sơn móng tay với một lượng nhỏ chất trong suốt, không màu, sau đó quét sơn móng tay lên bất kỳ bề mặt nào, hãy nhớ rằng chúng ta sắp nhìn thấy một chất xúc tác hóa học. phản ứng hình thành liên kết ngang giữa các nhựa cao phân tử.

9. Sự caramen hóa đường

Bằng cách đun nóng đường trong chảo với một lượng nước nhỏ, chúng ta có thể thấy rằng đường đầu tiên tan chảy, trở thành chất lỏng. Tuy nhiên, khi đun thêm một chút, chúng tôi nhận thấy rằng nó bắt đầu chuyển sang màu nâu nhạt và tỏa ra mùi thơm đặc trưng. Caramen đã hình thành.

Tại thời điểm này, phản ứng hóa học xảy ra là điều hiển nhiên, vì một hợp chất có mùi thơm khác với đường nguyên chất đang được hình thành và ngoài ra, hợp chất này có màu khác do đường có màu trắng tự nhiên. Quá trình hình thành caramel này (hay caramel hóa), là một phản ứng hóa học trong đó các phân tử sucrose của đường ăn liên kết với nhau, do đó tạo thành một loại polymer.

10. Bảo dưỡng keo gốc nhựa epoxy

Giống như men xúc tác, nhựa epoxy được tạo thành từ nhựa tiền trùng hợp, trong đó các chuỗi polyme ban đầu không liên kết với nhau. Tuy nhiên, khi trộn với nhựa thứ hai có chất xúc tác phù hợp trong số các thành phần của nó, phản ứng trùng hợp được kích hoạt trong đó các chuỗi bên của polyme đan xen vào nhau, làm cứng nhựa.

Đây là nguyên tắc hoạt động của nhiều loại keo rất cứng và bền.

Người giới thiệu

Arias Giraldo, S., & López Velasco, DM (2019). Các phản ứng hóa học của đường đơn dùng trong công nghiệp thực phẩm . Đèn sakos. 22. 123–136. https://www.redalyc.org/journal/6139/613964509011/html/

Bộ môn Hóa học vô cơ. (nd). Xúc tác phân hủy hydro peroxide . Đại học Alicante. https://dqino.ua.es/es/virtual-laboratory/decomposicion-catalitica-del-peroxido-de-hidrogeno.html

Vật liệu tổng hợp Gazechim Iberica. (2013, ngày 25 tháng 10). nhựa epoxy . https://www.gazechim.es/noticias/actualidad/resina-epoxi/

Madsen, J. (2020, ngày 18 tháng 2). Khoa học đằng sau quá trình đóng rắn epoxy . chuyên gia nhiệt. https://www.heatxperts.com/es/blog/post/the-science-behind-the-epoxy-curing-process.html

VelSid. (2014, ngày 26 tháng 7). Phản ứng Maillard Ẩm thực & Co. https://gastronomiaycia.republica.com/2010/03/11/reaccion-de-maillard/

greenhoney. (2019, ngày 12 tháng 11). Mật ong kết tinh, mật ong nguyên chất của cả cuộc đời . https://www.verdemiel.es/blog/2019/11/12/miel-cristalizada-la-miel-pura-de-toda-la-vida/