Осы тақырыпта: физикалық және химиялық құбылыстарды ажыратамыз, химиялық реакцияның белгілерін білетін боламыз, химиялық реакцияның басталуы мен жүру жағдайларын оқып-үйренеміз.
Біздің айналамыздағы заттар түрлі өзгерістерге ұшырайды: шалшықтар кебеді немесе қыста қатады, су буланады немесе мұзға айналады, күзде өсімдік жапырақтарының түсі өзгереді (хлорофилл ыдырайды). Заттардың осындай өзгерістерге ұшырауы құбылыстар деп аталады.
Заттардың молекулалары өзгеріске ұшырамайтын құбылыстар физикалық құбылыстарға жатады. Мысалы, су буланғанда молекулааралық байланыс үзіліп, олардың арақашықтығы үлкейгенмен, молекулалар өзгеріске ұшырамайды. Бір заттан екінші бір зат түзілетін құбылыс химиялық құбылыс немесе химиялық реакция деп аталады.
Химиялық құбылыс кезінде реакцияға түскен заттардың құраушы бөлшектері ыдырап, жаңа бөлшектер түзіледі, соған сәйкес жаңа заттар пайда болады. Сутек оттекте жанғанда олардың молекулалары атомдарға ыдырап, қайта топтасады. Нәтижесінде су молекуласы түзіледі.
Жай заттардан күрделі зат алу әдісі синтез (грек. synthesis — қосылу) деп аталады. Көмір жанғанда оттек молекуласындағы атомдар көміртек атомдарымен қосылып, көмірқышқыл газының молекуласы түзіледі (13-сурет).
Көмірдің жануы
Химиялық құбылыстар нәтижесінде бір заттан басқа заттар алынады. Мысалы, металл кенінен металдар мен металл құймаларын, минералдардан тыңайтқыштар, көмірсутектер мен олардың туындыларынан синтетикалық талшықтар, бояулар, дәрілер, қопарғыш заттар және көптеген қосылыстар алуға болады. Тірі организмдерде жүретін күрделі биохимиялық процестер де химиялық айналымдармен тікелей байланысты.
Металдарды, пластмассаны, шыныны, талшықтарды өңдеп, әртүрлі бұйымдар жасауға болады. Материалдарды өңдеудің көптеген түрлері бар: қалыптау, құю, кесу, біріктіру, желімдеу. Бұлар физикалық құбылыстар. Физикалық және химиялық құбылыстар бір-бірімен тығыз байланысты.
Денедегі жарақатты сутек асқын тотығымен жуған кездегі құбылысты бәріміз байқадық. Қанап тұрған жараға сутек асқын тотығы тисе, «қайнап» газ бөлінеді. Бұл — химиялық реакцияның белгісі. Біз химиялық реакцияның жүргенін сыртқы белгілері арқылы білеміз. Олар: жылудың бөлінуі немесе сіңірілуі (кейде жарықтың), түсінің өзгеруі, газ түзілуі, иіс бөлінуі, тұнбаның пайда болуы.
Химиялық реакцияның белгілері
Түстің өзгеруі. Химиялық реакциялардың көпшілігі заттардың түсінің өзгеруі арқылы жүреді. Мысалы, егер малахитті қыздырса, қара түсті мыс оксиді және түссіз көмірқышқыл газы түзіледі немесе сендер сұр түсті болат бұйымдардың бетінде қоңыр қақтың пайда болғанын байқаған боларсыңдар. Екі жағдайда да заттардың түстерінің өзгеруі байқалады.
Тұнбаның пайда болуы. Кейбір химиялық реакциялар нәтижесінде тұнба деп аталатын қатты заттар пайда болады (белгіленуі — ↓). Мысалы, сүттің ашуы кезінде тұнбаның түзілгенін байқауға болады.
Жылудың бөлінуі немесе сіңірілуі. Көптеген реакциялар барысында жылу бөлінеді немесе сіңіріледі.
Газдың бөлінуі. Кейбір реакциялардың жүру барысында газ түзіледі (белгіленуі — ↑). Мысалы, газдалған сусындарды ашқанда көмірқышқыл газының бұрқырап бөлінгенін байқауға болады. Мүмкін, сендер осындай газ бөлінетін тәжірибені ас содасына сірке қышқылын қосып жасаған боларсыңдар.
Химиялық реакциялардың басталуы мен жүру жағдайлары. Химиялық реакциялар басталуы үшін не істеу қажет? Ол үшін, ең алдымен, әрекеттесуші заттарды тығыз жанастыру керек. Заттар неғұрлым ұсақ болса, олардың бөлшектері бір-бірімен тығыз жанасып, реакция өте жылдам жүреді. Қант кесегін жағу қиын, ал оның ұнтағы ауада қопарылыс беріп жанады (қант шаңының қопарылысы қант зауыттарында болып тұрады). Заттар ерігенде өте кіші бөлшектерге дейін ұсақталады. Сондықтан көптеген реакциялар ерітінділерде жүргізіледі.
Кейбір жағдайларда, мысалы, темірдің ылғалды ауамен жанасуы реакцияның жүруі үшін жеткілікті. Бірақ көпшілік жағдайда заттардың тек қана жанасуы жеткіліксіз. Мысалы, мыс оттекпен жанасқанда кәдімгі температурада (20 — 25°С) әрекеттеспейді. Оларды әрекеттестіру үшін қыздыру қажет.
Химиялық реакциялардың басталуына және жүруіне қыздыру түрліше әсер етеді. Кейбір реакциялар жүруі үшін қыздыруды үзбеу керек. Қыздыру тоқтаса, химиялық реакция да тоқтайды. Бұған қантты айыру арқылы көз жеткізуге болады. Кейде қыздыру тек реакцияның басталуы үшін ғана қажет, әрі қарай реакция өзі жүреді. Отын немесе жанғыш заттардың ауада жануы осыған мысал бола алады. Сонымен химиялық реакциялар жүруі үшін мынадай шарттар орындалуы тиіс: заттарды тығыз жанастыру, ұсақтау (еріту), қыздыру (кейде жарық беру) және реакция жылдамдығын арттыратын заттарды қолдану.