Фізичні та хімічні явища. Хімічні реакції та явища, що їх супроводжують. Хімічні властивості речовин

Хімічні перетворення, хімічні реакції є головним предметом хімії.

М.М. Семенов

Опрацювавши матеріал параграфа, ви зможете:

• спостерігати хімічні явища та описувати спостереження, формулювати висновки;

• розрізняти фізичні та хімічні явища, фізичні та хімічні властивості речовин;

• наводити приклади хімічних явищ у природі та побуті.

З курсу природознавства та повсякденного життя вам відомо, що речовини зазнають різноманітних змін, які називають явищами.

Фізичні явища ви спостерігаєте щодня. Наприклад, перехід речовин з одного агрегатного стану до іншого: вода з паруючого чайника конденсується на холодному склі (рис. 16.1). Під час цих процесів її хімічний склад не змінюється (рис. 4.5). Плавлення металу, його механічне оброблення, здрібнення цукру на пудру, намагнічування заліза, проходження електричного струму крізь металевий дріт або графітовий стержень тощо також є фізичними явищами і не супроводжуються утворенням нових речовин.

Рис. 16.1. Випаровування (1) і конденсація (2) води - фізичні явища. Унаслідок переходу води до твердого стану (3) її об’єм збільшується. Під час усіх цих перетворень хімічний склад води не змінюється

Поясніть, чи є фізичним явищем розтріскування скла.

Хімічні явища не менш поширені, ніж фізичні. Однак, на відміну від них, пов’язані зі зміною хімічного складу речовин. Бродіння фруктових соків, зсідання білка курячого яйця за підвищеної температури, ржавіння заліза, перетравлювання їжі, процеси дихання, гниття тощо - лише невелика частина розмаїття хімічних реакцій, які відбуваються в довкіллі.

Хімічна реакція — процес перетворення однієї або кількох речовин (реагентів) на іншу речовину або речовини (продукти реакції).

Продукти реакції відрізняються від реагентів за хімічним складом або будовою. Під час хімічних реакцій ядра атомів не змінюються. Перебіг хімічних реакцій супроводжується зовнішніми ефектами, які можна побачити, відчути або виявити за допомогою приладів. Які саме існують зовнішні ефекти хімічних реакцій, з’ясуємо під час виконання дослідів.

Дослід 1 потрібно проводити під тягою, надягнувши гумові рукавички й захисні окуляри. У термостійку керамічну чашку насиплемо трохи амоній дихромату. Торкнемося його запаленою скіпкою. Спостерігаємо разючі зміни: оранжеві кристали перетворюються на пухку зелену масу. Процес супроводжується виділенням теплової і світлової енергії (рис. 16.2).

Який природний процес нагадує вам ця реакція?

Для чого демонстратору цього досліду потрібні засоби індивідуального захисту?

Дослід 2 потрібно проводити, надягнувши темні захисні окуляри. Запалимо в полум’ї пальника магнієву стрічку (рис. 16.3).

У якої з речовин, що беруть участь у реакції, молекулярна будова? Яка її' хімічна формула?

Поясніть, чому дослід потрібно було проводити, надягнувши темні окуляри.

Дослід 3 потрібно проводити, надягнувши гумові рукавички. Це пов’язано з тим, що розчин аргентум(І) нітрату, у який занурюють пучок знежиреного мідного дроту (рис. 16.4), залишає на руках чорні плями й спричиняє хімічний опік шкіри.

Що свідчить про перебіг хімічної реакції між міддю й аргентум(І) нітратом у водному розчині? Безбарвний розчин поступово набуває синього кольору внаслідок перетворення аргентум(І) нітрату на купрум(ІІ) нітрат. На мідній дротині осідають голчасті сірі блискучі кристали срібла, утворюючи таку собі «шубу».

Отже, хімічні реакції можуть супроводжуватися виділенням або поглинанням енергії, утворенням чи зникненням осаду, появою запаху, зміною забарвлення, виділенням газу тощо. Щоб остаточно пересвідчитися в цьому, виконайте лабораторний дослід.

ЛАБОРАТОРНИЙ ДОСЛІД 3 Проведення хімічних реакцій

Завдання. Проробіть досліди. Опишіть ефекти, якими супроводжуються проведені хімічні реакції.

I варіант

а) помістіть сталеву скріпку у водний розчин купрум(ІІ) сульфату;

б) закріпіть у тримачі скельце або чашку для випарювання, насипте туди трохи мідного купоросу та обережно нагрійте в полум’ї пальника.

II варіант

а) змішайте в пробірці крейду з водним розчином лимонної кислоти;

б) закріпіть у тримачі скельце або чашку для випарювання, насипте туди трохи глюкози та обережно нагрійте в полум’ї пальника.

III варіант

а) помістіть ошурки магнію у водний розчин оцтової кислоти;

б) закріпіть у тримачі скельце або чашку для випарювання, насипте туди трохи цукру та обережно нагрійте в полум’ї пальника.

Про що свідчать спостережувані зміни? Про те, що одні речовини перетворюються на інші. Отже, суттєва ознака хімічних явищ - утворення нових речовин.

Здатність речовини вступати в хімічні реакції характеризує її хімічні властивості.

ПРО ГОЛОВНЕ

Речовини зазнають різноманітних змін, які називають явищами.

Фізичні явища не супроводжуються утворенням нових речовин.

Хімічна реакція - процес перетворення однієї або кількох речовин (реагентів) на іншу речовину або речовини (продукти реакції).

Здатність речовини вступати в хімічні реакції характеризує її хімічні

властивості.

Під час хімічних реакцій ядра атомів не змінюються.

Перебіг хімічних реакцій супроводжується зовнішніми ефектами.

Перевірте себе

1. Які явища називають фізичними?

2. Чим хімічні явища відрізняються від фізичних?

3. Що таке хімічна реакція?

4. Які зовнішні ефекти хімічних реакцій вам відомі? Наведіть приклади.

5. Що таке хімічні властивості речовини?

Застосуйте свої знання й уміння

6. Чи відбувається під час хімічних реакцій перетворення атомів одних хімічних елементів на атоми інших хімічних елементів?

7. Що потрібно зробити для того, щоб визначити, фізичним чи хімічним є явище?

8. Чи завжди за зовнішніми ефектами, які супроводжують явище, можна дійти правильного висновку щодо його природи?

9. Класифікуйте явища на фізичні й хімічні: горіння парафіну, виготовлення алюмінієвої фольги, кристалізація солі з ропи, випаровування спирту, згіркнення вершкового масла, гасіння харчової соди оцтом, тужавіння цементного розчину. Результат офор-міть як таблицю, доповнивши її власними прикладами.

10. Під час кип’ятіння води з неї виділяються бульбашки повітря, розчинені у воді солі перетворюються на нерозчинні й осідають на стінках посуду, утворюючи накип. Порівняйте ці явища та укажіть їхню природу.

11*. Які процеси на шляху хліба з лану до столу є фізичними явищами, а які - супроводжуються хімічними перетвореннями?

Домашній експеримент

Взаємодія харчової соди із соком квашеної капусти, лимонною кислотою, кефіром

Мета: удосконалити вміння розпізнавати хімічні явища.

Помістіть у три прозорі пластикові стаканчики трохи (близько 1/3 чайної ложки) питної соди та прилийте до неї по столовій ложці: у перший стаканчик - кефіру, у другий -соку квашеної капусти, у третій - столового оцту або соку цитрини.

Опишіть спостереження, ілюструйте їх фото- або відеоматеріалами. Зробіть висновок про природу явищ, що відбулися: фізичними чи хімічними вони є.

Очищення води від накипу фільтруванням після її кип’ятіння

Мета: удосконалити вміння розділяти неоднорідні суміші.

Дотримуючись правил безпечного поводження з побутовими нагрівальними приладами, прокип'ятіть у невеличкій каструлі склянку мінеральної води. Охолодіть її до звичайної температури й перелийте у прозору скляну посудину.

Порівняйте прозорість мінеральної води до й після кип'ятіння. Однорідною чи неоднорідною сумішшю є мінеральна вода до й після кип'ятіння?

Виготовте з пористого паперу побутового призначення (одноразові серветки, рушники тощо) фільтр і вкладіть його в лійку. Профільтруйте прокип'ячену воду.

Опишіть спостереження, ілюструйте їх фото- або відеоматеріалами. У висновках поясніть, чому мінеральну воду після кип'ятіння можна очистити фільтруванням.

Дізнайтеся більше про фізичні й хімічні явища (с. 178).

ПРАКТИЧНА РОБОТА 3 Дослідження фізичних і хімічних явищ

Спостерігати, вивчати, працювати.

М. Фарадей

Запишіть у призначеному для цього зошиті дату, назву практичної роботи та її мету.

Пригадайте правила безпеки під час роботи в хімічному кабінеті і неухильно їх дотримуйтеся!

Уважно розгляньте видані вам для роботи лабораторне обладнання, хімічний посуд і речовини. Запишіть у зошиті їхні назви.

Виконайте, дотримуючись вивчених правил безпеки, досліди за вказівкою вчителя.

Завдання. Виконайте досліди. Визначте, які зі спостережуваних явищ належать до фізичних, а які є хімічними реакціями.

Після виконання кожного досліду відразу ж записуйте послідовність дій, спостереження й висновки з них.

Дослід 1. Нагрівання й охолодження води в пробірці

Нагрійте у пробірці воду до кипіння. Після закінчення нагрівання погасіть спиртівку (або вимкніть нагрівний прилад). Зачекайте, поки вода охолоне. Не марнуйте часу! Запишіть (або зафіксуйте в інший спосіб) свої спостереження.

Дослід 2. Нагрівання й охолодження парафіну

Закріпіть скельце або чашку для випарювання у тримачі, покладіть туди маленький шматочок парафіну. Обережно нагрійте парафін, тримаючи скельце або чашку для випарювання високо над верхньою частиною полум’я. Коли парафін розплавиться, погасіть спиртівку (або вимкніть нагрівальний прилад) і дайте парафіну охолонути.

Дослід 3. Виготовлення спіралі з мідного дроту

Накрутіть на олівець частину мідної дротини так, щоб утворилася спіраль.

Дослід 4. Прожарювання міді

Закріпіть мідну спіраль у тримачі й прожарте її у полум’ї пальника. Охолодіть спіраль, поклавши на вогнетривку підставку.

Дослід 5. Дія оцту на яєчну шкаралупу

Покладіть у пробірку трохи шкаралупи курячого яйця (замість неї можна використати крейду або мармур), добавте столового оцту.

Дослід 6. Дія кислоти на свіже молоко

Налийте в пробірку трохи свіжого молока і капніть туди одну-дві краплі оцту або розчину лимонної кислоти.

Звіт про виконання роботи оформіть у довільній формі, наприклад як таблицю. Замість словесного опису можете зробити рисунки з пояснювальними написами, схеми тощо.

Проаналізуйте результати, досягнуті під час виконання роботи. Порівняйте їх з поставленою метою. Які з набутих знань і вмінь ви вважаєте для себе найважливішими?

Дізнайтеся більше про фізичні явища й хімічні реакції (с. 178).

Навчальні проекти

Хімічні явища в природному довкіллі.

Хімічні явища в побуті.

Використання хімічних явищ у художній творчості й народних ремеслах. Речовини і хімічні явища в літературних творах і народній творчості.

Тестовий контроль знань

1. Установіть відповідність між речовиною і матеріалом.

 

2. Унаслідок переходу речовини з одного агрегатного стану до іншого НЕ ЗМІНЮЄТЬСЯ

А склад молекул.

Б відстань між молекулами.

В швидкість руху молекул.

Г густина речовини.

3. Установіть відповідність між методом вивчення природи та прикладом його використання.

 

 

Приклад використання методу

А Іван висловив припущення, що порошок сірки не тоне у воді, бо не змочується нею.

Б Андрій, щоб дізнатися, яка маса зразка мармуру, поклав його на платформу електронних ваг.

В Тамара, щоб дізнатися, чи є в сметані домішки крохмалю, добавила у невелику її порцію кілька крапель спиртової йодної настоянки.

Г Дмитро, щоб дізнатися, чи є граніт індивідуальною речовиною, уважно роздивився кілька його зразків крізь лупу.

Д Аліна, щоб зацікавити молодшу сестру хімією, сплела їй у подарунок іграшки, що зображували молекули різних речовин.

4. Яка фізична властивість віконного скла є недоліком під час його застосування?

А мала теплопровідність Б блиск В крихкість Г прозорість

5. Яка фізична властивість алюмінію зумовила його використання для виготовлення корпусів літаків?

А висока теплопровідність Б висока електропровідність В мала густина Г колір

6. Укажіть однорідну суміш.

А молочні вершки В глина

Б цукровий сироп Г граніт

7. Укажіть неоднорідну суміш.

А столовий оцет Б штучні сльози В сухе чисте повітря Г сухий розпушений ґрунт

8. Яку суміш можна розділити відстоюванням?

А столовий оцет Б повітря

В завись глини у воді Г водний розчин цукру

9. Яку суміш можна розділити фільтруванням?

А кухонна сіль і вода Б молоко В оцет

Г крохмаль і вода

10. Субатомними частинками є

А лише електрони.

Б лише протони.

В лише протони та нейтрони.

Г і протони, і нейтрони, і електрони.

11. Укажіть склад ядер атомів.

А електрони Б протони та електрони В протони та нейтрони Г протони, нейтрони, електрони

12. Установіть відповідність між назвою частинки та її зарядом.

13. Який учений запропонував літерну систему хімічних символів?

А Тіт Лукрецій Кар Б Й.Я. Берцеліус В Д.І. Менделєєв Г Василь Валентин

14. Установіть відповідність між назвою і символом хімічного елемента.

15. Який порядковий номер Магнію в періодичній системі хімічних елементів?

А 2 В 12

Б 3 Г 24

16. Укажіть символ хімічного елемента, порядковий номер якого в періодичній системі - 14.

А N В Бі

Б Ре Г Об

17. Установіть відповідність між назвою хімічного елемента й зарядом ядра його атома.

18. Розташуйте хімічні елементи за зростанням зарядів ядер їхніх атомів.

А Аг Б I В АІ Г В

19. Установіть відповідність між символом хімічного елемента та числом електронів у його атомі.

20. Установіть відповідність між символом хімічного елемента і значенням відносної атомної маси.

21. Установіть відповідність між числом протонів в атомі хімічного елемента і значенням відносної атомної маси.

22. Установіть відповідність між числом електронів у атомі хімічного елемента і значенням відносної атомної маси.

23. Розташуйте хімічні елементи за зростанням мас їхніх атомів.

А Эе В АІ

Б Аи Г Кг

24. Скільки атомів у молекулі ортофосфатної кислоти, формула якої Н₃РО₄?

А 3

Б 4 В 7

Г 8

25. Скільки хімічних елементів входить до складу оцтової кислоти, формула якої СН₃СООН?

А 3 Б 5 В 6 Г 8

26. Розташуйте хімічні формули за зростанням числа хімічних елементів у речовинах.

27. Який рядок складається лише із символів металічних елементів?

28. Розташуйте хімічні формули речовин за зростанням валентності Нітрогену.

29. Установіть відповідність між хімічними формулами речовин і валентністю Хлору в них.

30. Укажіть відносну молекулярну масу глюкози, хімічна формула якої С₆Н₁₂О₆. А 24

Б 29 В 180 Г 250

31. Укажіть масову частку (%) Оксигену в речовині, формула якої Б0₂.

А 25 Б 30 В 50 Г 60

32. Укажіть масову частку (%) Карбону в речовині, формула якої СН₄.

А 12

Б 25 В 50 Г 75

33. Розташуйте хімічні формули речовин за зростанням масової частки Гідрогену в них.

А СН₄

Б С₂Н₄ В С2Н6

Г С2Н2

34. Розташуйте хімічні формули речовин за зростанням масової частки Карбону в них.

А СН₄

Б СаСОз В СО₂ Г СО

35. Укажіть хімічне явище.

А танення снігу Б прокатування металу В утворення туману Г ржавіння заліза

36. Укажіть хімічне явище.

А випаровування бензину Б плавлення парафіну В горіння нафти Г замерзання води

37. Укажіть фізичне явище.

А скисання молока Б фотосинтез В розтягування гуми Г гниття деревини

38. Укажіть фізичне явище.

А бродіння фруктового соку Б розтріскування скла В гниття деревини Г почорніння срібла

 

Це матеріал з підручника Хімія 7 клас Лашевська