Ti eksempler på kjemiske endringer vi opplever hver dag

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


Vi lever i en verden som består av et utallig antall konstant bevegelige atomer, ioner og molekyler som konstant kolliderer med hverandre, og gir opphav til utallige endringer i materien. Disse endringene kan være fysiske endringer, som smelting av is i solen eller fordampning av løsemiddel fra tørkende maling, men i mange tilfeller er det kjemiske endringer eller kjemiske reaksjoner.

En av de morsomste delene av å studere kjemi er å lære å gjenkjenne disse endringene som skjer rundt oss, og lære å se hinsides skjønnheten i noen av disse endringene, så vel som enkelheten til andre. Derfor presenterer vi i denne artikkelen en liste med ti eksempler på kjemiske endringer som skjer rundt oss og som vi opplever hver (eller nesten hver) dag.

Ulike typer endringer i materie

Før vi kommer inn på eksemplene på kjemiske endringer , er det viktig å gå gjennom hva kjemiske endringer er, for å skille dem fra de andre endringsprosessene som også stadig skjer rundt oss.

Husk at materie kan gjennomgå ulike typer endringsprosesser eller transformasjoner. Stort sett er disse endringene klassifisert i fysiske endringer, kjemiske endringer og kjernefysiske endringer eller transformasjoner.

Hva er en fysisk endring?

Fysiske endringer er de der stoffer ikke gjennomgår noen endring i sin grunnleggende struktur. Det vil si at de er transformasjonsprosesser der verken naturen eller grunnstoffsammensetningen endres, eller måten atomene og ionene som utgjør stoffene som er tilstede i materien er forent eller knyttet sammen.

For eksempel er fordampning av vann en fysisk endring fordi både flytende vann og gassformig vann forblir vann, til tross for bevis på en transformasjon.

Hva er en kjemisk endring?

På den annen side er kjemiske prosesser eller endringer transformasjoner der ett eller flere kjemiske stoffer omdannes til andre eller forskjellige gjennom en endring enten i deres grunnstoffsammensetning, eller i måten og rekkefølgen de er knyttet til hverandre. atomene som utgjør dem.

Det vil si at kjemiske endringer består av en prosess med å demontere og rekonfigurere atomene til ett eller flere kjemiske stoffer, kalt reaktanter, for å produsere ett eller flere forskjellige kjemiske stoffer, kalt produkter.

Kjemiske endringer er lett gjenkjennelige ettersom de involverer forsvinningen av ett eller flere stoffer og oppkomsten av ett eller flere forskjellige kjemiske stoffer. Disse kan ha radikalt forskjellige egenskaper og egenskaper fra de opprinnelige stoffene, noe som gjør dem, i noen tilfeller, veldig lette å gjenkjenne. For eksempel produserer mange kjemiske reaksjoner drastiske fargeendringer, plutselig frigjøring av store mengder energi i form av varme, lys eller begge deler, eller kan til og med være preget av utseendet til imponerende krystaller i forskjellige farger som tilsynelatende kommer ut av ingenting.

Hva er en kjernefysisk endring?

På siste plass har vi kjernefysiske endringer. Kjernereaksjoner er mye sjeldnere enn fysiske og kjemiske endringer, men de er også av stor betydning. De består av prosesser der kjernen til et atom endres for å produsere ett eller flere nye atomer. Dette er den typen reaksjoner som oppstår i atomkraftverk, i eksplosjonen av en atombombe eller i kjernen av stjerner.

Nå som vi har husket hva kjemiske endringer er og vet hvordan vi kan skille dem fra de to andre typene endringer som materie kan gjennomgå, la oss se på noen spesifikke eksempler på kjemiske endringer som stadig skjer rundt oss.

1. Melkeskjæring

De fleste av oss har fått den ubehagelige overraskelsen at melken som sto i kjøleskapet har blitt dårlig. Dette merker vi umiddelbart når vi observerer at det som i utgangspunktet så ut til å være en homogen hvit blanding nå har skilt seg i to klart avgrensbare faser, hvorav den ene er mer fast og flyter på en vannfase.

Denne prosessen skyldes virkningen av bakterier som, når de vokser og formerer seg, utfører en rekke biokjemiske reaksjoner som forsurer melken. Men til tross for at biokjemiske reaksjoner faktisk er et sett med kjemiske reaksjoner av forskjellige typer, skjer reaksjonen som vi ser med det blotte øye mellom hydroniumionene som er ansvarlige for surhetsgraden (H 3 O + ioner ) og proteinene i melk som opprinnelig ble oppløst i vannet.

Ved å senke pH i melken (eller øke surheten, som er det samme), reagerer overskuddet av hydroniumioner med proteinene, og overfører protoner til proteinmolekylene gjennom en syre-base-reaksjon. Det protonerte proteinet blir mindre løselig og utfelles til slutt til fast tilstand og separeres fra vannet.

2. Eliminering av vannhardhet med ionebytterharpikser

Vann som har en relativt høy konsentrasjon av kalsium (Ca 2+ ) og magnesium (Mg 2` ) ioner er kjent som hardt vann . Hardt vann kan føre til mange problemer i hjemmet, inkludert utfelling av kalsium og magnesiumkarbonat i rørene som sakte tetter dem til et punkt hvor ikke mer vann kan passere gjennom. De danner også uløselige salter med såpemolekyler, og hindrer det i å virke ved å fjerne urenheter når vi vasker eller bader.

På steder hvor vannet er hardt, er det ofte installert spesielle filtre som fjerner disse ionene fra vannet, og effektivt «mykner» det. I motsetning til et konvensjonelt filter, som er et porøst materiale som ikke lar partikler av en viss størrelse passere gjennom, er filtre for å eliminere vannhardhet laget av to spesielle harpikser som kalles ionebytterharpikser. Disse harpiksene reagerer gjennom kjemiske reaksjoner.

Den første harpiksen bytter ut de nevnte kationene (Ca 2+ og Mg 2+ ) for protoner gjennom en kjemisk fortrengningsreaksjon som følgende:

eksempler på kjemiske endringer

Der M 2+ representerer en av de to kationene. I mellomtiden, for å forhindre at vannet blir surt, bytter en annen harpiks ut anionene som fungerer som motioner for kalsium og magnesium med hydroksidioner:

eksempler på kjemiske endringer

Hydroksydionene som frigjøres på anionbytterharpiksen nøytraliserer deretter protonene som frigjøres fra kationbytterharpiksen ved en annen kjemisk reaksjon:

eksempler på kjemiske endringer

3. Fading av maling i solen

Hvis vi går en kort spasertur gjennom en by eller by og ser på de mange reklamene og bannerne spredt på hver side av veien, vil vi legge merke til at de nye reklametavlene har intense og livlige farger, mens de som har vært utsatt for solen i lenger, vind og regn har allerede mistet det meste av fargen. Faktisk er de første fargene som blekner vanligvis blå og grønne toner, og etterlater røde og gule toner, og det er grunnen til at mange gamle utskrifter som er utsatt for solen ser gulaktige eller oransje ut.

I noen tilfeller skyldes dette forvitring og erosjon av vind og regn, men i de fleste tilfeller skyldes misfargingen kjemisk nedbrytning av pigmenter, spesielt blå og grønne nyanser, ved påvirkning av solens ultrafiolette stråler.

4. Dannelsen av skum ved tilsetning av hydrogenperoksid til et sår

Hydrogenperoksid er en vandig løsning som inneholder omtrent 10 % til 30 % hydrogenperoksid (H 2 O 2 ). Denne forbindelsen spaltes spontant til oksygengass og vann gjennom en disproporsjonering eller dismutasjonskjemisk reaksjon:

eksempler på kjemiske endringer

Denne reaksjonen er veldig sakte i en flaske med hydrogenperoksid for antiseptisk bruk som den vi vanligvis har i et førstehjelpsutstyr. Imidlertid har cellene i blodet vårt og i de fleste eukaryoter organeller der det er enzymer som er spesialisert på katalytisk nedbrytning av hydrogenperoksid. Når vi tilsetter hydrogenperoksid i et åpent sår, bryter det derfor raskt ned hydrogenperoksidet, og frigjør oksygengass som produserer boblene som danner skummet vi ser.

5. Krystallisering av plast utsatt for sol

Sollys og dets ultrafiolette stråler er i stand til å katalysere et stort antall forskjellige kjemiske reaksjoner. En av dem er dekomponeringen av polymerkjedene som danner strukturen til plast. Som en konsekvens ender de fleste av plastobjektene som vi lar ligge i solen i lang tid opp med å miste sine plastegenskaper og bli til et stivt og sprøtt materiale, som ligner på et sett med komprimerte krystaller.

Denne prosessen, som ofte er forbundet med krystallisering, er en kjemisk endring ettersom den endrer den kjemiske sammensetningen og forbindelsen mellom atomene som utgjør de lange polymermolekylene.

6. Fargeendringen på maten når den stekes eller stekes

Få ting er mer deilig enn den butte og karamelliserte smaken som dannes på overflaten av kjøtt og grønnsaker når du griller, steker eller steker. Som alt på kjøkkenet skjer denne karamelliseringsprosessen takket være en rekke forskjellige kjemiske prosesser. I dette tilfellet involverer det et veldig komplekst sett med kjemiske reaksjoner kjent som Maillard-reaksjoner.

Dette er reaksjoner som oppstår mellom sukker i mat og aminosyrerester i proteiner. Disse blir ofte referert til som Maillard-reaksjoner, selv om disse teknisk sett er glykosylerings- eller glykosyleringsreaksjoner som ligner på de som vanligvis forekommer i levende celler, men uten innblanding av enzymkatalysatorer. I stedet drives Maillard-reaksjoner av varme.

7. Krystallisering av honning

Honning er en svært konsentrert løsning av forskjellige sukkerarter i vann. Til tross for den høye konsentrasjonen forblir alle oppløste stoffer vanligvis oppløst. Men hvis vi lar en flaske honning stå uforstyrret over en lengre periode, vil vi mest sannsynlig observere at det enten begynner å dukke opp små sukkerkrystaller i bunnen, eller at det utløses fullstendig krystallisering av all honningen, som alt ender opp med å bli til. en enkelt tilsynelatende solid blokk.

Denne krystalliseringsprosessen betraktes ofte som en kjemisk endring. Det kan imidlertid enkelt reverseres ved å varme opp honningen litt, noe som øker løseligheten til sukkerene som er tilstede og de løses opp igjen.

8. Herding av katalyserte emaljer

Det finnes et bredt utvalg av forskjellige malinger og emaljer på markedet, som hver har sin egen spesielle anvendelse. Men når vi ser etter en sterk, blank og svært motstandsdyktig finish, velger vi nesten alltid en eller annen type katalysert emalje. Disse emaljene er ikke annet enn plastharpikser dannet av lange polymerer som har sidekjeder som er i stand til å binde seg sammen gjennom kjemiske reaksjoner. Når disse reaksjonene oppstår, dannes et nettverk av sammenkoblede molekyler som er ekstremt sterkt.

Imidlertid krever disse reaksjonene at virkningen av en katalysator oppstår, ellers ville glasuren stivne i glasset og ikke kunne påføres overflaten. Denne katalysatoren kjøpes sammen med emaljen og blandes med den i passende proporsjoner i henhold til mengden emalje du ønsker å tilberede.

Så neste gang du ser en maler eller til og med en manikyr, blander en neglelakk med en liten mengde av et gjennomsiktig, fargeløst stoff, og deretter påfører neglelakken på en hvilken som helst overflate, la oss huske at vi er i ferd med å se et katalysert kjemikalie. reaksjon av tverrbindingsdannelse mellom polymere harpikser.

9. Karamelliseringen av sukker

Ved å varme opp sukker i en panne med en liten mengde vann, kan vi se at sukkeret først smelter og blir til en væske. Men ved oppvarming litt mer legger vi merke til at det begynner å bli en lysebrun farge og avgi en deilig karakteristisk lukt. Karamell har dannet seg.

På dette tidspunktet er forekomsten av en kjemisk reaksjon tydelig, siden det dannes en forbindelse med en annen aroma enn den av rent sukker, og som i tillegg har en annen farge, siden sukker er naturlig hvitt. Denne prosessen med karamelldannelse (eller karamellisering), er en kjemisk reaksjon der sukrosemolekylene til bordsukker kobles sammen og danner en polymer.

10. Herding av lim basert på epoksyharpiks

Som katalyserte emaljer er epoksyharpikser laget av prepolymerisert plast der polymerkjedene i utgangspunktet er frie fra hverandre. Imidlertid, når det blandes med en andre harpiks som har en passende katalysator blant komponentene, utløses en polymerisasjonsreaksjon der sidekjedene til polymerene flettes sammen, og herder harpiksen.

Dette er driftsprinsippet til mange veldig harde og motstandsdyktige lim.

Referanser

Arias Giraldo, S., & López Velasco, DM (2019). Kjemiske reaksjoner av enkle sukkerarter brukt i næringsmiddelindustrien . Lampsakos. 22. 123–136. https://www.redalyc.org/journal/6139/613964509011/html/

Institutt for uorganisk kjemi. (nd). Katalytisk dekomponering av hydrogenperoksid . Universitetet i Alicante. https://dqino.ua.es/es/virtual-laboratory/decomposicion-catalitica-del-peroxido-de-hidrogeno.html

Gazechim Composites Iberica. (2013, 25. oktober). Epoksyharpiks . https://www.gazechim.es/noticias/actualidad/resina-epoxi/

Madsen, J. (2020, 18. februar). Vitenskapen bak epoksyherdeprosessen . varmeeksperter. https://www.heatxperts.com/es/blog/post/the-science-behind-the-epoxy-curing-process.html

VelSid. (2014, 26. juli). Maillard reaksjon . Gastronomi & Co. https://gastronomiaycia.republica.com/2010/03/11/reaccion-de-maillard/

grønnhonning. (2019, 12. november). Krystallisert honning, livets rene honning . https://www.verdemiel.es/blog/2019/11/12/miel-cristalisada-la-miel-pura-de-toda-la-vida/

-Annonse-

mm
Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

Artículos relacionados

Flammefargetesten