تغییر شیمیایی یعنی واکنشی که در موادی انجام می شود و به طور کلی ساختار آن ماده را تغییر می دهد. به این فرایند، واکنش شیمیایی نیز گفته می شود. در ادامه با تغییرات شیمیایی و مثال های آن آشنا می شویم. با دانشچی همراه باشید.
مواد به طور مختلف دو نوع تغییر می کنند:
1- تغییر فیزیکی 2- تغییر شیمیایی
تغییرات فیزیکی درباره انرژی و حالات ماده است اما تغییرات شیمیایی در سطح ملکولی اتفاق می افتد.
تغییر فیزیکی چیست؟
در تغییرات فیزیکی فقط حالت فیزیکی ماده تغییر می‌یابد نه ساختار ذره‌های تشکیل دهنده ماده؛ بنابراین تغییرات همه حالات ماده مانند ذوب، انجماد، تبخیر، میعان، تصعید و چگالش و همچنین انحلال نمک‌ها و بازها در آب، تغییر فیزیکی هستند.
زمانی که شما یک قوطی را له می کنید شما با اعمال نیرو یک تغییر فیزیکی انجام داده اید شکل شیء تغییر کرده است. این یک تغییر در حالت ماده نیست اما چیزی در آن تغییر کرده است. وقتی شما یک تکه یخ را ذوب می کنید تغییر فیزیکی نیز انجام داده اید (اضافه کردن انرژی).
تغییر شیمیایی چیست؟
در تغییرات شیمیایی اتصال اتم‌ها به یکدیگر و آرایش الکترونی آن‌ها در واکنش‌دهنده‌ها تغییر می‌یابد. البته در یک واکنش شیمیایی، اتم‌ها نه به‌وجود می‌آیند و نه از بین می‌روند و تنها ترکیب، تجزیه یا بازآرایی می‌شوند. واکنش شیمیایی بیان یک تغییر شیمیایی است که ممکن است با آزاد کردن انرژی به صورت گرما، نور یا صوت همراه باشند و تولید گاز، تشکیل رسوب یا تغییر رنگ در پی داشته باشند.
بعضی تغییرات بسیار کوچک هستند. تغییرات شیمیایی می توانند طی چند مرحله اتفاق بیفتند و نتیجه ممکن است همان تعداد اتم اما ساختاری متفاوت داشته باشد.
توجه: مواردی وجود دارد که هر دو تغییر فیزیکی و شیمیایی بر روی یک پدیده، به‌طور متوالی اتفاق می‌افتند. برای نمونه، با حرارت دادن تکه‌ای قند در لوله آزمایش، ابتدا قند ذوب می‌شود که یک پدیده? فیزیکی است. سپس به رنگ قهوه‌ای در می‌آید که نشان‌دهنده? شروع تبدیل قند به کربن و یک پدیده? شیمیایی است.
در ادامه مقداری بخار آب به بالای لوله می‌رسد که نشانه? تجزیه? قند و ادامه? پدیده? شیمیایی پیشین است. سپس قطره‌های آب روی دیواره? لوله? آزمایش پدیدار می‌شود که نشان‌دهنده? میعان بخار آب آزاد شده و یک پدیده? فیزیکی است.
در پایان، در لوله ماده‌ای سیاه رنگ، بی‌مزه و نامحلول در آب (برخلاف قند اولیه) باقی میماند که این ماده زغال است و با توجه به تغییر رنگ، مزه و قابلیت حلالیت آن در آب نشان‌دهنده? وقوع یک پدیده? شیمیایی است.
انرژی شیمیایی چیست؟
هر نوع پیوندی میان اتم‌های مختلف سازنده? مولکول‌های یک جسم، نوعی انرژی در انرژی شیمیایی دارد که مقدار آن به نوع اتم‌ها و نحوه? قرار گرفتن آن‌ها در مولکول بستگی دارد. در یک واکنش شیمیایی، در واقع اتصال اتم‌ها به یکدیگر در واکنش‌ها تغییر می‌کند و در نتیجه انرژی شیمیایی فراورده‌های واکنش با انرژی شیمیایی واکنش‌دهنده‌ها تفاوت پیدا می‌کند.
به عنوان مثال، واکنش گاز کلر با گاز هیدروژن را در نظر بگیریم. گاز کلر از مولکول‌های دو اتمی Cl2 و گاز هیدروژن از مولکول‌های دو اتمی H2 تشکیل شده‌اند. فراورده? واکنش، کلرید هیدروژن HCl خواهد بود که در مقایسه با واکنش‌دهنده، پیوندهای کاملاً متفاوتی دارد و از این رو انرژی شیمیایی آن‌ها متفاوت است.
دقت کنید که انرژی گرمایی آن‌ها که همان انرژی جنبشی است تغیر نمی‌کند و دمای سامانه ثابت میماند.
چند تغییر شیمیایی
همان‌طور که در پیش گفته شد، در تغییر شیمیایی ماهیت شیمیایی مواد تغییر می‌یابد و فراورده‌های جدید با خواص متفاوت از مواد اولیه تولید می‌شود؛ بنابراین پدیده‌های زیر نمونه‌هایی از تغییرهای شیمیایی هستند:
♦ سوختن انواع سوخت‌ها. مانند بنزین، نفت، گاز طبیعی و… در مجاورت هوا
♦ زنگ زدن فلزات
♦ گوارش غذا
♦ رسیدن میوه
♦ پختن غذا
♦ فساد مواد
♦ سفت شدن تدریجی سیمان
♦ انحلال آمونیاک در آب. زیرا در اثر انحلال، قسمتی از مولکول‌های آمونیاک با مولکول‌های آب ترکیب شده و ماده جدیدی به نام هیدروکسید آمونیوم تولید می‌نمایند. به همین دلیل که واکنش شیمیایی بین حلال و حل شونده رخ می‌دهد، حل شدن بیشتر جنبه شیمیایی دارد.
♦ لخته شدن مواد کلوئیدی. در اثر لخته شدن پیوندهای جدیدی تشکیل می‌گردد که باعث تجمع مولکول‌های یک محلول کلوئیدی می‌شود.
♦ ایجاد گاز (اکسیژن) در اثر حرارت اکسید جیوه
♦ سوزاندن یک تکه قند، یک تغییر شیمیایی است. انرژی آتش، پیوندهای شیمیایی را از بین می برد.
