Kemiallinen muutos, joka tunnetaan myös nimellä kemiallinen reaktio, on prosessi, jossa yksi tai useampi aine muutetaan yhdeksi tai useammaksi uudeksi ja eri aineeksi. Toisin sanoen, kemiallinen muutos on kemiallinen reaktio, johon sisältyy atomien uudelleenjärjestely.
Vaikka fysikaalinen muutos voidaan usein kumota, kemiallinen muutos ei tyypillisesti voi olla, paitsi lisäämällä kemiallisia reaktioita. Kun tapahtuu kemiallinen muutos, myös järjestelmän energia muuttuu. Kemiallista muutosta, joka antaa lämmön, kutsutaan eksoterminen reaktio. Yksi, joka imee lämpöä, kutsutaan endoterminen reaktio.
Keskeiset vaihtoehdot: kemiallinen muutos
- Kemiallinen muutos tapahtuu, kun yksi aine muuttuu yhdeksi tai useammaksi uudeksi tuotteeksi kemiallisen reaktion avulla.
- Kemiallisessa muutoksessa atomien lukumäärä ja tyyppi pysyvät vakiona, mutta niiden järjestely muuttuu.
- Suurin osa kemiallisista muutoksista ei ole palautuvia, paitsi toisen kemiallisen reaktion kautta.
Esimerkkejä kemiallisista muutoksista
Mikä tahansa kemiallinen reaktio on esimerkki kemiallisesta muutoksesta. Esimerkkejä ovat:
- Leivosoodan ja etikan yhdistäminen (joka kuplii hiilidioksidikaasua)
- Yhdistämällä mikä tahansa happo mihin tahansa emäkseen
- Keittäminen muna
- Kynttilän palaminen
- Ruostuva rauta
- Lämmön lisääminen vedyyn ja happea (tuottaa vettä)
- Ruoan sulaminen
- Kaatamalla peroksidia haavaan
Vertailun vuoksi kaikki muutokset, jotka eivät muodosta uusia tuotteita, ovat a fyysinen muutos pikemmin kuin kemiallinen muutos. Esimerkkejä ovat lasin murtaminen, munan murtaminen ja hiekan ja veden sekoittaminen.
Kuinka tunnistaa kemiallinen muutos
Kemialliset muutokset voidaan tunnistaa:
- Lämpötilan muutos: Koska kemiallisessa reaktiossa tapahtuu energianmuutos, tapahtuu usein mitattavissa oleva lämpötilan muutos.
- Valo: Jotkut kemialliset reaktiot tuottavat valoa.
- Kuplat: Jotkut kemialliset muutokset tuottavat kaasuja, jotka voidaan nähdä kupliana nestemäisessä liuoksessa.
- Saosteenmuodostus: Jotkut kemialliset reaktiot tuottavat kiinteitä hiukkasia, jotka voivat jäädä suspendoituneiksi liuokseen tai pudota sakka.
- Värimuutos: Värimuutos on hyvä osoitus siitä, että kemiallinen reaktio on tapahtunut. Reaktiot, joihin liittyy siirtymämetalleja, tuottavat erityisen todennäköisesti värejä.
- Hajunmuutos: Reaktio voi vapauttaa haihtuvaa kemikaalia, joka tuottaa ominaisen tuoksun.
- Peruuttamaton: Kemialliset muutokset ovat usein vaikeita tai mahdotonta peruuttaa.
- Koostumuksen muutos: Esimerkiksi palamisen yhteydessä voi muodostua tuhkaa. Kun ruoka mätää, sen ulkonäkö muuttuu näkyvästi.
On tärkeää tietää, että kemiallinen muutos voi tapahtua ilman, että mikään näistä indikaattoreista olisi ilmeistä satunnaiselle tarkkailijalle. Esimerkiksi raudan ruostuminen tuottaa lämpöä ja värinmuutosta, mutta muutoksen näkyminen kestää kauan, vaikka prosessi onkin käynnissä.
Kemiallisten muutosten tyypit
Kemistit tunnustavat kolme luokkaa kemiallisia muutoksia: epäorgaaniset kemialliset muutokset, orgaaniset kemialliset muutokset ja biokemialliset muutokset.
Epäorgaaniset kemialliset muutokset ovat kemiallisia reaktioita, joihin yleensä ei liity alkuainehiiltä. Esimerkkejä epäorgaanisista muutoksista, mukaan lukien happojen ja emästen sekoittuminen, hapettuminen (mukaan lukien palaminen) ja redox-reaktiot.
Orgaanisilla kemiallisilla muutoksilla tarkoitetaan orgaanisia yhdisteitä (jotka sisältävät hiiltä ja vetyä). Esimerkkejä ovat raakaöljyn krakkaus, polymerointi, metylointi ja halogenointi.
Biokemialliset muutokset ovat orgaanisia kemiallisia muutoksia, joita tapahtuu elävissä organismeissa. Näitä reaktioita säätelevät entsyymit ja hormonit. Esimerkkejä biokemiallisista muutoksista ovat fermentointi, Krebs-sykli, typen kiinnitys, fotosynteesi ja hajotus.