화학적 변화 : 특성, 예, 유형 - 화학

화학적 변화는 화학 반응에서 물질 물질에서 발생 또는 변경입니다. 그것들은 그 효과를 역전시키기 위해 에너지 또는 다른 반응이 필요한 새로운 결합의 형성을 포함하기 때문에 비가 역적이라는 특징이 있습니다.

예를 들어, 생명과 생화학은 생명체 내에서 일어나는 무수한 반응을 드러내는 끊임없는 화학적 변화로 구성됩니다. 그 결과 식물 및 동물 조직의 성장, 발달 및 노화가 발생합니다. 과학적으로나 열역학적으로 잘 알려진 것처럼 그것은 돌이킬 수없는 과정입니다.

가을 동안 잎의 색깔이 변하는 것은 화학적 변화의 한 예입니다. 출처 : Jake Colvin via Pexels.

그렇기 때문에 무척추 동물에서 척추 동물에 이르기까지 생물체는 음식을 섭취하는 동안에도 화학적 변화를 발견합니다.

화학적 변화를 인식하는 방법?

화학적 변화의 예

자연에서 그들을 인식하는 주요 특징 중 하나는 색 변화가 발생하는지 또는 특정 냄새가 발생하는지 관찰하는 것입니다. 따라서 일년 중 계절에 나무가 잎의 색깔을 점차적으로 변화시키기 시작하는 방법을 높이 평가합니다. 그들에서 엽록소와 천연 색소는 화학 반응을 겪습니다.

가을 잎이 붉어지는 것은 화학적 변화의 아주 분명한 예입니다. 이것을 생명과 연결하면 문어와 카멜레온은 피부 세포를 포함하는 일련의 화학 반응 덕분에 스스로 위장합니다. 그러나 나뭇잎과는 달리 위장을 "비활성화"하는 다른 반응을 통해 색상 변화를 반전시킬 수 있습니다.

그러나 하늘과 구름의 서로 다른 색은 화학적이 아니라 물리적 변화의 산물 인 Raleigh 산란입니다. 한편, 옷의 미백과 얼룩 제거, 옷의 염료 염색은 화학적 변화입니다.

형질

색과 냄새의 변화는 화학적 변화가 발생하는 주요 특징 중 두 가지이며 따라서 하나 또는 여러 화학 반응을 수반하는 현상이 발생했다고 언급되었습니다.

다음으로 우리가 감각으로 직접 감지 할 수있는 다른 중요한 특성에 대해 설명합니다. 인지 할 수있는 특성이 많을수록 물리적 변화가 아닌 화학적 변화에 직면 할 가능성이 높아집니다.

온도 변화 또는 빛 방출

화학적 변화는 온도의 증가 (발열 반응) 또는 감소 (흡열 반응)를 수반합니다. 즉, 열이 발생하거나 반대로 추위를 느끼면 각각 얻습니다. 또한 때때로 열 방출은 빛의 출현과 병행하여 발생합니다.

가스 형성

가스의 형성은 냄새의 변화와 직접적인 관련이 있습니다. 가스가 액체 매질에서 형성되면 기포가 관찰되어 화학적 변화를 나타냅니다.

이는 공기에 의해 쉽게 운반되는 증기압이 높은 분자가 존재하거나 최종 생성물 인 CO ₂ , H ₂ S, CH ₄ , O ₂ 등과 같은 작은 분자가 방출되기 때문 입니다. 특정 반응.

침전물의 형성

반응이 액체 매질에서 일어나고 침전물의 형성이 관찰되기 시작하면 그 색이나 질감에 관계없이 화학적 변화가 발생했다고합니다. 마찬가지로 두 가스가 혼합되어 재 또는 소금을 형성하는 경우가 될 수 있습니다.

비가역성

평형을 설정할 수있는 가역적 반응이있는 것은 사실이지만 지금까지 설명한 특성으로 생성 된 변화는 되돌릴 수 없습니다. 효과가 역전되기 위해서는 개입 할 다른 반응이나 에너지가 필요합니다. 그러나 대부분의 경우 실제로 불가능합니다.

이 비가역성은 구성의 변화 또는 물질의 열화에서 관찰됩니다. 예를 들어, 화염에 타서 재로 끝나는 나무는 최종 구성이 나무의 구성과 다른 경우 어떤 방식 으로든 발생한 화학적 변화를 되돌릴 수 없습니다. 시간을 되돌릴 수 없다면

종류

화학적 변화 자체는 분류의 대상이 아닙니다. 우리의 감각으로 인식되고 어떤 유형의 화학 반응이 일어나고 있는지 추론하거나 조사 할 수 있습니다. 따라서 이러한 변화는 무기, 유기 또는 생화학 반응 그룹에 기인합니다.

무기 "변화"에 대해 말할 때, 탄소 골격 화합물이 관여하지 않고 오히려 모든 전이 금속 복합체가 관여한다고합니다. 산화물, 황화물, 수 소화물, 질화물, 할로겐, 기타 화합물.

한편, 유기 및 생화학 적 변화에서 탄소 화합물이 참여하는데, 전자는 일반적으로 유기체 외부에서 발생하고 (약물에 의해 수행되는 반응 제외) 후자는 내부에서 발생한다는 차이 (효소와 관련하여) , 신진 대사, 생체 분자).

예

종이의 황변

종이 접기는 시간이 지나면 노란색으로 변합니다. 출처 : Pixabay를 통한 makamuki0.

시간이 지남에 따라 종이는 흰색을 잃어 노란색 또는 갈색으로 변합니다. 이 과정은 폴리머, 특히 리그닌의 산화로 인해 발생하며, 이는 셀룰로스와 함께 분자간 상호 작용을 약화시키는 산소 원자를 통합합니다.

불꽃

불꽃 놀이는 추진제, 질산 칼륨, 탄소 및 황의 혼합물이 연소하는 동시에 폭발을 일으키는 금속염을 전자적으로 자극하는 연소 반응을 나타냅니다.

캐비티

우식은 미생물이 음식에서 자당을 소화 할 때 생성되는 산으로 인해 탈염으로 인해 치아에 색 변화를 일으 킵니다. 인산 칼슘의 광물 학적 매트릭스로 구성된 치과 법랑질은 산도가 증가하고 충치 형성이 진행됨에 따라 이온을 잃습니다.

조류 성장

호수에서 자라는 조류와 미생물의 층은 때때로 끈적 거릴 수 있습니다. 출처 : Michael Meiters (https://www.flickr.com/photos/psychofreakx3/5963134909)

호수의 부영양화는 물의 화학적 특성의 변화로 인해 표면을 녹색으로 덮는 조류의 성장을 촉진합니다. 수생 동물에 대해 눈에 띄고 부정적으로 나타나는 변화입니다.

Alka-Seltzer의 용해

Alka-Seltzer는 물에 용해되면 거품이 발생하여 거품이 발생하기 시작합니다. 가스는 압축 된 정제에 들어있는 구연산 및 아세틸 살리실산과 함께 NaHCO ₃ 의 용해에 의해 생성 된 CO ₂ 때문 입니다.

신체 역병

우리가 땀을 흘리면 조만간 팔 아래, 피부 또는 발에있는 불쾌한 냄새를인지하는 것이 불가피합니다. 이러한 악취는 미생물에 의해 합성 된 휘발성 유기 분자로 인한 것이며 화학적 변화가 발생했음을 나타냅니다.

부패

생물이나 음식의 유기적 분해는 일련의 복잡한 반응을 수반하는 화학적 변화입니다. 나쁜 냄새는 구성과 색상의 변화를 동반합니다. 예를 들어, 바나나와 아보카도 같은 과일의 부패는 이러한 모든 특성을 보여줍니다.

콜라와 민트

콜라와 민트의 혼합물이 소다 화산처럼 분출합니다. 출처 : Michael Murphy

공식적으로는 물리적 반응이지만 화학적 결합을 끊지 않고 H ₂ CO ₃ 와 CO ₂ 종 사이의 평형이 연속적으로 참여 하면서 코카콜라-민트의 분출은 다른 폭발을 감지하는 기준으로 간주 될 수 있습니다. 순전히 화학적 일 수 있습니다.

페퍼민트는 CO의 작은 방울을위한 핵 생성 사이트 제공 _{형태 2} 의 일부 흡수 용해 CO _2, 물 분자와의 상호 작용을 방해함으로써. 따라서, 용해 된 CO ₂ 수의 증가, 표면 장력을 향하여 다수의 작은 기포의 농축액, 설탕 및 다른 화합물에 의한.

그 결과 CO ₂ 거품이 빠져 나가서 "방출"하고 싶지 않은 물을 끌어 당깁니다. 이로 인해 위의 이미지에서 볼 수 있듯이 이러한 페퍼민트 발진의 특징적인 거품이 나타납니다.

폭발

폭발은 일반적으로 연기, 빛 및 열이 방출되는 매우 격렬한 연소 반응입니다. 폭발이 발생할 때마다 화학 변화에 직면하고 있습니다.

나무 굽기

목재는 본질적으로 셀룰로오스와 리그닌 (둘 다 유기 중합체)으로 만들어집니다. 탄소 원자는 공기 중의 산소와 격렬하게 반응 하여 연소가 얼마나 완전하고 산소화 정도에 따라 CO와 CO _2를 발생시킵니다 .

이것은 목재의 폴리머가 열, 빛 및 연기 방출과 함께 초기 상태로 돌아갈 수 없기 때문에 화학적 변화입니다.

선탠

화학적 변화는 해변에서 하루를 즐기는 사람들의 태닝에 반영됩니다. 출처 : Pxhere.

강한 태양 아래에서 피부가 붉어 지거나 태닝되는 것은 산화 및 분해되는 세포에 포함 된 멜라닌의 반응으로 인해 구성에 변화가 있음을 나타냅니다.

붉은 양배추 주스

보라색 양배추 표시 기가있는 테스트 튜브. 출처 : Indikator-Blaukraut.JPG : Supermartlderivative 작업 : Haltopub

보라색 양배추 주스에서 시작하여 pH의 함수로 색 변화를 보여주는 실험을 설정할 수 있습니다. 실험실이나 주방에서 쉽게 재현 할 수 있습니다.

이 주스를 다른 시험관에 첨가하면 라벨이 붙고 산성 (식초)에서 알칼리성 (세제)에 이르기까지 다양한 물질이 첨가됩니다 (상단 이미지).

보라색 양배추 주스에는 pH 변화에 반응하는 천연 산 염기 지표가 포함되어 있기 때문입니다. 용액이 산성 일수록 더 붉어집니다. 반대로 매우 기본적이라면 노란색으로 변합니다.

계란 요리

계란을 튀기거나 익힐 때 우리는 열이 단백질을 변성시키고 결합을 끊고 다른 것을 형성하면서 원래 구조를 잃게합니다.

가죽 페이딩

가죽 색상은 공기 중의 산소와 UV 복사 작용으로 인해 색이 바래고, 이로 인해 염료와 유기 물질 사이의 화학적 결합이 분해됩니다.

구운 것

빵과 과자에서 관찰되는 색의 변화와 생 반죽에 비해 뚜렷한 부피 증가는 다양한 화학적 변화를 나타냅니다.

첫째, 효모와 베이킹 파우더에 의한 상승 때문에; 둘째, Maillard 반응에 의해 단백질과 당이 서로 반응하여 혼합물을 황금으로 만듭니다.

부식

금속은 녹슬어 광택을 잃고 어두워지며 형성된 산화물 층이 더 이상 금속 내부에 접착하거나 접착 할 수 없을 때 부식되기 시작합니다. 가장 대표적인 부식은 산화철의 특징적인 갈색으로 인해 철의 부식입니다.

배터리

배터리 또는 셀 내에서 전기를 생성하는 화학 반응, 외부 회로를 통해 흐르는 전류를 생성하고 장치를 활성화합니다. 본질적으로 양극은 전자를 잃고 (산화), 이러한 전자는 장치 (원격 제어, 전화, 시계, 포인터 등)를 활성화 한 다음 음극에서 끝납니다 (환원).

모기의 피

모기가 우리를 물고 우리가 즉시 또는 몇 분 안에 그들을 죽이면 피가 연한 붉은 색임을 알 수 있습니다. 한편, 몇 시간이 지나면 동일한 모기를 죽이면 피가 어두워지고 갈색 톤까지 나타납니다.

이 색의 변화는 혈액이 모기 내에서 화학 반응을 겪었 음을 나타냅니다.

요오드 시계

요오드 시계 반응은 화학적 변화의 가장 대표적인 것 중 하나입니다. 출처 : Daniel J. Lulu

가장 인상적인 화학적 변화 중 하나는 유명한 요오드 시계 반응에서 볼 수 있습니다. 반응물의 농도를 조절하여 속도를 조절할 수 있기 때문에 그렇게 불립니다. 관찰 된 초기 투명도와 매우 대조적으로 강렬하고 매우 진한 파란색이 나타나면 반응이 끝납니다.

이 컬러 (상부 이미지)으로 인한 전분과 음이온 복합체 I의 상호 작용이다 ₍₃₎^- . 요오드로부터 버전을 시작 하나, IO ₃^- , 그리고 중아, HSO ₃^- :

IO ₃^- + 3HSO ₃^- → I ^- + 3HSO ₄^-

의 I ^- IO와 반응하여 ₃^- 매체에서 요오드를 생성합니다 :

IO ₃^- + 5I ^- + 6H ⁺ → 3I ₂ + 3H ₂ O

그리고 이것은 차례로 더 많은 중아 황산염과 반응합니다.

I ₂ + HSO ₃^- + H ₂ O → 2I ^- + HSO ₄^- + 2H ⁺

HSO되면 ₃^- 완료 I의 초과가있을 때까지, 두 번째 반응이 우세합니다 ₂ 의 I에 바인딩, ^- 의 I 형성하기 위해 ₃^- . 그리고 마지막으로, 나는 ₃^{- 것이다} 솔루션을 어둡게 전분 분자와 상호 작용합니다.

코끼리 페이스트

코끼리 페이스트 실험. 출처 : Wikipedia를 통한 Ferbr1.

마지막으로, 특정 화학 반응의 이름이 지정되었지만 너무 눈에 띄어서 빼놓을 수없는 변화가 있습니다 : 코끼리 치약 (상단 이미지). 특정 비디오에서 거품의 양은 말 그대로 코끼리의 입을 닦을 수있을 정도입니다.

이 반응은 과산화수소, H의 촉매 분해에 기초 ₂ O ₂ (과산화수소) 요오다 이드 이온과 I ^- 등의 NaI 또는 KI 수용성 염으로부터. 발생하는 첫 번째 반응은 다음 화학 방정식에 따른 것입니다.

H ₂ O ₂ + I ^- → H ₂ O IO + ^-

IO ^- 종 연속적으로 반응하여 H ₂ O ₂ 번째 반응 :

IO ^- + H ₂ O ₂ → H ₂ O + O ₂ + I ^-

촉매 I가 재생되는 곳 ^- (소비되지 않음).

최종 제품은 H ₂ O 및 O ₂ 입니다. 반응 혼합물에 세제와 착색제를 첨가하면 산소와 함께 물이 격렬하게 거품을 일으켜 용기를 통해 올라와 중력에 대항하여 위쪽으로 쏠 것입니다.

종이 굽기

종이를 태우면 이산화탄소, 수증기 및 재가 생성됩니다. 이 세 가지 물질은 첫 번째 물질과 화학적으로 다르므로 화학적 변화입니다.

사과 산화

사과를 잘게 썰어 열린 상태로두면 상아색에서 갈색이나 황토색으로 변합니다. 이것을 산화라고합니다.

음식 부패

음식이 상하면 화학적 변화가 일어납니다. 예를 들어, 썩은 계란은 분해 과정을 거쳐 색깔과 냄새가 변합니다.

요구르트 생산

요구르트는 우유와 Streptococcus thermophilus 및 Lactobacilli bulgaricus와 같은 특정 박테리아와 관련된 화학적 변화의 결과입니다.

샴페인 병 열기

샴페인 병이나 청량 음료를 열면 거품이 일어납니다. 이 버블 링은 음료의 탄산이 분해되어 이산화탄소를 방출한다는 것을 의미합니다.

와인 생산

포도로 와인을 만드는 것은 발효 과정입니다. 이것은 설탕이 에틸 알코올과 이산화탄소로 변환되는 혐기성 화학 반응의 예입니다.

참고 문헌

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). 화학 (8 판). CENGAGE 학습.
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2019 년 10 월 8 일). 화학에서의 화학적 변화 정의. 출처 : thoughtco.com
Wikipedia. (2019). 화학적 변화. 출처 : en.wikipedia.org
맨딥 소할. (2019 년 9 월 29 일). 화학적 변화 vs. 물리적 변화. 화학 LibreTexts. 출처 : chem.libretexts.org
Nathan Crawford. (2019). 화학적 변화 란 무엇입니까? -속성, 유형 및 예 비디오. 연구. 출처 : study.com
HowStuffWorks. (2019). 시간이 지남에 따라 신문이 노란색으로 변하는 이유는 무엇입니까? 출처 : science.howstuffworks.com
과학 친구. (2012 년 6 월 14 일). Spurting Science : 멘토스로 다이어트 콜라 분출. 출처 : scienceamerican.com
Quimitube. (2014). 실험실 경험 : 요오드 시계. 출처 : quimitube.com

화학적 변화 : 특성, 예, 유형 - 화학 - 2026