§ 30. Химические явления

Определения и обозначения

Химическое явление — превращение одних веществ в другие. Например, при горении воска возникают вещества, отличные от воска. Это понятие помогает отличать химическое превращение от изменения формы или состояния: растаявший лёд остаётся водой.

Химическая реакция — процесс, при котором исходные вещества превращаются в новые. Иначе говоря, это то, что происходит во время химического явления. Термин нужен, чтобы назвать сам процесс взаимодействия веществ.

Исходные вещества — вещества, которые вступают в химическую реакцию. Так, при горении свечи исходным веществом служит воск, а при смешивании растворов исходными являются вещества в этих растворах. По этому названию понятно, что было до превращения.

Продукты реакции — вещества, образовавшиеся в результате химической реакции. Они появляются после превращения и отличаются от исходных веществ составом или свойствами. Если реакция прошла, её результатом будут именно продукты, а не исходные вещества.

Как это устроено

Вещество состоит из частиц, и его свойства связаны с составом. При химическом явлении исходный состав меняется: частицы исходных веществ перестраиваются, и возникают другие вещества. Поэтому продукты могут иметь свойства, которых не было у исходных веществ. При физическом явлении состав остаётся прежним: вода, например, не перестаёт быть водой, когда превращается в лёд.

Химическая реакция начинается, когда исходные вещества взаимодействуют. В ходе этого процесса они превращаются в продукты реакции — новые вещества. Названия помогают не перепутать начало и результат: исходные вещества участвуют в превращении, а продукты возникают после него. Так можно описать реакцию даже тогда, когда её нельзя увидеть целиком.

О ходе реакции часто судят по наблюдениям. Если выделяются пузырьки газа, появляется осадок — твёрдые частички в жидкости, — меняются цвет или запах, возможно, возникли новые вещества. Тепло или свет тоже могут сопровождать реакцию: при горении свечи заметны пламя и нагрев. Такие признаки помогают заметить превращение, потому что образование веществ с другими свойствами может сопровождаться изменениями вокруг.

Однако наблюдение ещё нужно правильно истолковать. Например, цвет может меняться из-за освещения, а пузырьки — появляться при кипении, когда вода превращается в пар. В этих случаях одного внешнего признака недостаточно, чтобы утверждать, что образовалось новое вещество. Нужно выяснить, изменился ли состав вещества и появились ли продукты реакции.

Химические явления встречаются в быту и природе: горит свеча, железо ржавеет, а при смешивании некоторых растворов появляется осадок. Для сравнения, при таянии льда и испарении воды происходит физическое изменение — меняется состояние, но состав сохраняется. При горении свечи одновременно плавится воск: плавление физическое, горение химическое. Сравнение состава помогает разделить эти процессы, даже если они идут вместе.

Как отличить химическое явление от физического

Сначала сравни, что было с веществом и что стало, а затем проверь, сохранился ли состав. Признаки в строке таблицы подсказывают, где искать превращение, но сами по себе не всегда доказывают его. Если состав тот же, явление физическое; если образовались новые вещества — химическое.

Разбор задач

Задача 1. Лёд растаял и превратился в воду. Нужно определить, произошло ли химическое явление, и объяснить ответ. Сравним не внешний вид, а состав вещества до и после изменения. Так мы не примем смену состояния за появление нового вещества.

1. До изменения был лёд — твёрдая вода. После изменения получилась жидкая вода.
2. При плавлении меняется агрегатное состояние, то есть вода переходит из твёрдого состояния в жидкое.
3. Состав сохраняется, поэтому нового вещества не образуется. Значит, это физическое явление, а не химическое.

Ответ: химического явления не произошло, потому что лёд и полученная из него вода — одно и то же вещество.

Задача 2. При смешивании двух растворов появилась мутность и выпал осадок. Нужно указать возможный признак реакции и выяснить, достаточно ли его для вывода. Осадок — твёрдое вещество, появившееся в жидкости, поэтому он может указывать на образование нового вещества. Но вывод проверяют, а не делают только по виду смеси.

1. Отмечаем наблюдение: после смешивания растворы помутнели, и в них появился осадок.
2. Появление осадка может быть признаком химической реакции, потому что в растворе могло образоваться новое твёрдое вещество.
3. Проверяем, действительно ли изменился состав и образовался продукт реакции. Одного наблюдения недостаточно для безусловного доказательства.

Ответ: возможный признак реакции — появление осадка; нужно выяснить, возникло ли новое вещество.

Задача 3. Сравним горение свечи и плавление её воска. Оба процесса можно наблюдать, когда свеча горит, но происходят они не одинаково. Чтобы различить их, отдельно проверим, меняется ли состав воска в каждом процессе.

1. При плавлении твёрдый воск становится жидким. Меняется состояние, а не состав, поэтому плавление — физическое явление.
2. При горении исходное вещество превращается в другие вещества. Значит, горение — химическое явление.
3. Оба процесса идут одновременно, но это не делает их одним явлением. Каждый оцениваем по тому, сохраняется ли состав.

Ответ: горение свечи — химическое явление, плавление воска — физическое; они могут происходить одновременно.

Типичные ошибки

Изменение цвета не всегда означает химическую реакцию. Так думают, потому что цвет легко заметить и он часто меняется при появлении новых веществ. Но цвет может измениться и по другой причине, поэтому проверь, изменился ли состав и образовалось ли новое вещество.

Плавление и испарение иногда принимают за химическое явление: вещество выглядит иначе или становится невидимым. Ошибка возникает, когда ориентируются только на внешний вид. Проверь, сохранился ли состав: при плавлении и испарении новое вещество не появляется.

Выделение тепла или света само по себе не доказывает, что произошла реакция. Эти признаки легко заметить, поэтому им можно придать слишком большое значение. Для проверки выясни, образовались ли новые вещества; рассматривай тепло и свет вместе с другими наблюдениями.

Исходные вещества иногда называют продуктами реакции и наоборот. Так случается, если забыть, где начало процесса, а где его результат. Проверь себя вопросом: какое вещество вступило в превращение, а какое возникло после него? Первое — исходное, второе — продукт реакции.

Связь с другими темами

Чтобы разбираться в химических явлениях, нужно знать, что у веществ есть состав и свойства. Также пригодится умение различать твёрдое, жидкое и газообразное состояния: при переходе между ними состав может сохраняться. Это помогает не путать физические изменения с химическими превращениями.

Различение двух видов явлений пригодится при изучении веществ, материалов и процессов в природе. Оно помогает объяснить, что происходит с предметом или веществом, и заметить возможную опасность. Такие знания важны и для безопасного обращения с веществами: нужно внимательно наблюдать и не делать вывод о реакции по одному признаку.

Что запомнить

• Химическое явление — превращение одних веществ в другие.
• При химической реакции исходные вещества превращаются в продукты реакции.
• Новые вещества обладают свойствами, отличными от свойств исходных веществ.
• Выделение газа, появление осадка, изменение цвета, тепла или света могут указывать на реакцию.
• Один наблюдаемый признак не всегда доказывает химическое превращение.
• При физическом явлении состав вещества сохраняется.