Явления физические и химические. Признаки и условия течения химических реакций

С веществами происходят разнообразные изменения или явления. Вещество может быть измельчено в порошок, расплавлено, растворено и вновь выделено из раствора. При этом оно останется тем же самым веществом.

Куски сахара можно измельчить в ступке в порошок настолько мелкий, что от малейшего дуновения он будет подниматься в воздух в виде пыли. Сахарные пылинки можно разглядеть лишь в микроскоп. Куски сахара мы дробим на еще более мелкие частички, не прибегая к молотку и ступке, просто растворяя их в воде. Выпарим из раствора сахара воду, и молекулы сахара опять соединятся друг с другом в кристаллы. При измельчении и растворении в воде сахар остается сахаром.

При испарении вода переходит в пар. Водяной пар — это вода в газообразном состоянии. При охлаждении вода превращается в лед. Лед — это вода в твердом состоянии. Мельчайшая частичка воды — это молекула воды. Мельчайшая частичка льда и водяного пара тоже молекула воды. Жидкая вода, лед и водя­ной пар одно и то же вещество (вода) в разных агрегатных состояниях. Подобно воде, и другие вещества можно переводить из одного агрегатного состояния в другое.

Характеризуя то или иное вещество как газ, жидкость или твердое вещество, имеют в виду состояние вещества в обычных условиях. Любой металл можно не только расплавить, т. е. перевести в жидкое состояние, но и превратить в газ. Во внешней оболочке Солнца, где температура около 6000 °С, металлы находятся в газообразном состоянии. И наоборот, газ путем ох­лаждения может быть переведен в жидкое и твердое состоя­ние, например углекислый газ — в «сухой лед».

При всех этих явлениях других веществ не образуется. Явления, при которых не происходит превращений одних веществ в другие, относят к физическим явлениям.

Химические явления. Рассмотрим явления, происходящие с веществами, отличные от физических.

Медная пластинка, если ее сильно нагреть на воздухе, теряет свой блеск, покрываясь налетом черного цвета, который можно легко соскоблить. Повторяя это много раз, мож­но всю медь превратить в черный порошок — оксид меди (CuO). Это новое вещество с новыми свойствами. При охлаждении оно не становится медью.

Лента металла магния при поджигании горит с ослепительным светом. Получается новое вещество белого цве­та — оксид магния (MgO).

Возьмем стеклянную трубку и будем продувать воздух через раствор извести — известковую воду. Жидкость становится мутной, так как в ней образуется мелкий белый порошок ¾ мел (CaCO₃). Порошок постепенно оседает на дно сосуда. Этот осадок — новое вещество, образовавшиеся из растворенной в воде извести [Ca(OH)₂] и углекислого газа (CO₂), содержащегося в выдыхаемом воздухе.

Нагреем в пробирке сахар (C₁₂H₂₂O₁₁). Сначала он плавится (физическое явление), а затем начинает буреть, появляется едкий запах, из расплава вырыва­ются пары, оседают на холодных стенках пробирки капли воды (хотя сахар был совершенно сухим). В конце концов сахар превращается в черное вещество, совершенно безвкусное, неплавкое, нерастворимое в воде — уголь (C). Сахар разложился на новые, непохожие на него вещества, в том числе уголь и воду (H₂O).

При горении древесины нам кажется, что образующие ее вещества исчезают бесследно. Но внесем зажженную спичку в перевернутый вверх дном стакан — стенки стакана изнутри запо­теют, на стекле осядут капельки воды. Сполоснем стакан извест­ковой водой, закроем стеклышком и встряхнем. Капельки извест­ковой воды помутнеют. Этим свойством — мутить известковую воду — обладает углекислый газ. Древесина, сгорая, не исчезает бесследно, а превращается в воду и углекислый газ.

Что общего в описанных явлениях? Во всех случаях из одних веществ получаются другие вещества. Все рассмотренные на­ми явления относятся к химическим явлениям. Химическими явлениями те, при которых из одних веществ образуются другие вещества.