שינויים גופניים: סוגים ותכונותיהם, דוגמאות - כִּימִיָה - 2025

שינויים פיזיים הן אלה בהן שינוי הוא ציין אמנות ללא צורך לשנות את אופיו; כלומר מבלי שיהיו הפסקות או היווצרות קשרים כימיים. לכן, בהנחה של חומר A, עליו להיות בעל אותם תכונות כימיות לפני השינוי הגופני ואחריו.

ללא שינויים פיזיים, זני הצורות שיכולים להשיג אובייקטים מסוימים לא היו קיימים; העולם יהיה מקום סטטי ומתוקנן. על מנת שהם יתרחשו, פעולת האנרגיה על החומר הכרחית, אם במצב של חום, קרינה או לחץ; לחץ שניתן להפעיל באופן מכני במו ידינו.

נַגָרִיָה. מקור: Pixabay

לדוגמא, בנגריה תוכלו לצפות בשינויים הגופניים שעץ עובר. מסורים, מברשות, מעילים וחורים, מסמרים וכדומה, הם אלמנטים חיוניים כך שניתן להפוך את העץ, מגוש, ובאמצעות טכניקות נגרות, ליצירת אמנות; כמו רהיט, עבודות סריג או קופסה מגולפת.

אם עץ נחשב כחומר A, למעשה הוא אינו עובר טרנספורמציה כימית לאחר סיום הריהוט (גם אם פני השטח שלו מקבלים טיפול כימי). אם רהיט זה יועתק לקומץ נסורת, המולקולות בעץ יישארו ללא שינוי.

מעשית, מולקולת התאית של העץ ממנו נחתך העץ אינה משנה את מבנהו לאורך תהליך זה.

אם הרהיטים היו באש, המולקולות שלה היו מגיבות עם חמצן באוויר, מתפרקות לפחמן ולמים. במצב זה יחול שינוי כימי, שכן לאחר הבעירה תכונות המשקע יהיו שונות מאלו של הרהיט.

סוגי השינויים הכימיים ותכונותיהם

בלתי הפיך

העץ בדוגמה הקודמת יכול לעבור שינויים פיזיים בגודלו. ניתן למינציה, חתך, קצוות וכו ', אך מעולם לא עלה בנפח. במובן זה, עץ יכול להגדיל את שטחו, אך לא את נפחו; אשר להפך, מופחת ללא הרף בזמן שהוא עובד בסדנה.

לאחר שנחתך, לא ניתן להחזירו לצורתו המקורית, מכיוון שעץ אינו חומר אלסטי; במילים אחרות, הוא עובר שינויים פיזיים בלתי הפיכים.

בסוג זה של שינוי, החומר, אף שאינו חווה תגובה כלשהי, אינו יכול לחזור למצבו הראשוני.

דוגמא נוספת צבעונית יותר היא משחק עם פלסטלינה צהובה וכחלחלה. כאשר לשים אותם יחד ואחרי שנתנו להם צורת כדור, צבעם הופך לירוק. גם אם הייתה לך תבנית שתחזיר אותם לצורתם הראשונית, היו לך שני מוטות ירוקים; כבר לא ניתן היה להפריד בין כחול וצהוב.

בנוסף לשתי הדוגמאות הללו, ניתן היה לקחת בחשבון גם נושבת בועות. ככל שהם מפוצצים יותר, נפחם גדל; אך לאחר פנוי, לא ניתן להוציא אוויר בכדי לצמצם את גודלם.

הָפִיך

למרות שלא ניתן לשים דגש על תיאורם הראוי, כל השינויים במצב החומר הם שינויים פיזיים הפיכים. הם תלויים בלחץ ובטמפרטורה, כמו גם בכוחות המחזיקים את החלקיקים יחד.

לדוגמה, קוביית קרח בצידנית יכולה להמיס אם נותרים לעמוד מחוץ למקפיא. כעבור זמן מה, המים הנוזלים מחליפים את הקרח בתא הקטן. אם אותו מקרר יוחזר למקפיא, המים הנוזלים יאבדו טמפרטורה עד שהם קופאים והופכים שוב לקוביית קרח.

התופעה הפיכה מכיוון שקליטה ושחרור החום על ידי המים מתרחשת. זה נכון לא משנה היכן נאגרים המים או הקרח הנוזלים.

המאפיין העיקרי וההבדל בין שינוי פיזי הפיך ובלתי הפיך הוא שבראשון החומר (מים) נחשב בפני עצמו; ואילו בשנייה, המראה הפיזי של החומר נחשב (עץ, ולא תאיות ופולימרים אחרים). עם זאת, בשניהם הטבע הכימי נשאר קבוע.

לפעמים ההבדל בין סוגים אלה אינו ברור ונוח, במקרים כאלה, לא לסווג את השינויים הגופניים ולהתייחס אליהם כאל אחד.

דוגמאות לשינויים גופניים

במטבח

בתוך המטבח מתרחשים אינספור שינויים פיזיים. הכנת סלט רוויה בהם. עגבניות וירקות קצוצים כרצונם ומשנים את צורותיהם הראשוניות באופן בלתי הפיך. אם מוסיפים לחם לסלט זה, הוא נחתך לפרוסות או חתיכות מכיכר לחם כפרי, ומורחים בחמאה.

המשחה של לחם וחמאה היא שינוי פיזי מכיוון שטעמו משתנה, אך מבחינה מולקולרית הוא נותר ללא שינוי. אם לחם אחר קלוי, הוא ישיג חוזק, טעם וצבעים עזים יותר. הפעם נאמר שהיה שינוי כימי, מכיוון שלא משנה אם הטוסט הזה קר או לא: הוא לעולם לא יחזיר את התכונות הראשוניות שלו.

מזונות הומוגניים בבלנדר מייצגים גם דוגמאות לשינויים גופניים.

בצד המתוק, כאשר השוקולד נמס ניתן לראות שהוא עובר ממצב מוצק למצב נוזלי. הכנת סירופים או ממתקים שאינם כרוכים בשימוש בחום, נכנסים גם לשינויים מסוג זה של חומר.

טירות מתנפחות

בגן שעשועים בשעות המוקדמות נצפים כמה בדים על הרצפה, אינרטיים. לאחר מספר שעות, אלה מוטלים כמו טירה בצבעים רבים בה ילדים קופצים פנימה.

השינוי הפתאומי בנפח זה נובע מהמסה העצומה של האוויר המופץ בפנים. ברגע שהפארק סגור, הטירה מטה ונשמרת; לכן זהו שינוי פיזי הפיך.

מלאכות זכוכית

מלאכות זכוכית. מקור: Pixabay

זכוכית בטמפרטורות גבוהות נמסה וניתן לעוות אותה בחופשיות כדי להעניק לה כל עיצוב. בתמונה למעלה, למשל, תוכלו לראות כיצד מעצבים סוס זכוכית. ברגע שהעיסה הזכוכית תתקרר היא תתקשה והקישוט יסתיים.

תהליך זה הוא הפיך, שכן על ידי החלת הטמפרטורה שוב ניתן לתת לו צורות חדשות. קישוטי זכוכית רבים נוצרים בטכניקה זו, המכונה ניפוח זכוכית.

חיתוך יהלום ופנים מינרליות

יהלום חתוך. מקור: Roman Köhler, מ- Wikimedia Commons בעת חיתוך יהלום הוא עובר שינויים פיזיים מתמידים בכדי להגדיל את פני השטח המשקפים את האור. תהליך זה בלתי הפיך, והוא מעניק ליהלום המחוספס ערך כלכלי מוסף ומופקע.

כמו כן, בטבע תוכלו לראות כיצד מינרלים מאמצים מבנים גבישיים יותר; כלומר, הם מתמודדים עם השנים.

זה מורכב מתוצר שינוי פיזי של סידור מחדש של היונים המרכיבים את הגבישים. למשל בטיפוס על הר ניתן למצוא אבני קוורץ בעלות פנים יותר מאחרות.

התפרקות

כשמסיסים מוצקים במים, כמו מלח או סוכר, מומסים, מתקבלת תמיסה בעלת טעם מלוח או מתוק בהתאמה. למרות ששני המוצקים "נעלמים" במים, והאחרון עובר שינוי בטעמם או במוליכותם, לא מתרחשת שום תגובה בין המומס והממס.

מלח (לרוב נתרן כלורי), מורכב Na ⁺ ו- Cl ^- יונים . במים יונים אלו מומסים על ידי מולקולות מים; אך היונים אינם עוברים צמצום או חמצון.

כך גם מולקולות הסוכרוז והפרוקטוז בסוכר, שאינן שוברות אף אחת מהקשרים הכימיים שלהן כשהן מתקשרות עם מים.

הִתגַבְּשׁוּת

כאן המונח התגבשות מתייחס להיווצרות איטית של מוצק במדיום נוזלי. כשחוזרים לדוגמא של סוכר, כאשר תמיסתו הרוויה מחוממת לרתיחה, ואז נותרים לנוח, נותנות למולקולות הסוכרוז והפרוקטוז זמן מספיק למיון נכון וכך ליצור גבישים גדולים יותר.

תהליך זה יכול להיות הפיך אם החום יסופק שוב. למעשה, זוהי טכניקה נפוצה לטיהור חומרים מגובשים מפני זיהומים הקיימים במדיום.

אורות נאון

אורות נאון. מקור: Pexels

באורות ניאון מחממים גזים (כולל פחמן דו חמצני, ניאון וגזים אצילים אחרים) באמצעות פריקה חשמלית. מולקולות הגז מתרגשות ועוברות מעברים אלקטרוניים הקולטות ופולטות קרינה כאשר הזרם החשמלי עובר בגז בלחץ נמוך.

למרות שהגזים מייננים, התגובה הפיכה והיא למעשה חוזרת למצב ההתחלתי שלה מבלי להיווצר מוצרים. אור ניאון בצבע אדום באופן בלעדי, אך בתרבות הפופולרית גז זה אינו מיועד באופן שגוי לכל האורות המיוצרים בשיטה זו, ללא קשר לצבע או עוצמה.

זַרחָנוּת

קישוט זרחן. מקור: Lưu Ly, מ- Wikimedia Commons בשלב זה עשוי להתפתח ויכוח בין אם הזרחן קשור יותר לשינוי פיזי או כימי.

כאן פליטת האור איטית יותר לאחר ספיגת קרינת אנרגיה גבוהה, כמו אולטרה סגול. הצבעים הם תוצר של פליטה זו של האור הנגרמת על ידי מעברים אלקטרוניים בתוך המולקולות המרכיבות את הקישוט (תמונה עליונה).

מצד אחד אור אינטראקציה כימית עם המולקולה, מרגש את האלקטרונים שלה; ומצד שני, ברגע שהאור נפלט בחושך, המולקולה לא מראה שום שבירה של קשריה, הצפויה מכל אינטראקציה פיזית.

אנו מדברים אז על שינוי פיזיקו-כימי הפיך, שכן אם הקישוט מונח באור השמש, הוא סופג מחדש את הקרינה האולטרה סגולה, ואז הוא ישחרר בחושך באטיות ובפחות אנרגיה.

הפניות

1. הלמנסטין, אן מארי, דוקטורט. (31 בדצמבר 2018). דוגמאות לשינויים גופניים. התאושש מ: thoughtco.com
2. רוברטס, קליה. (11 במאי 2018). 10 סוגים של שינוי גופני. מדע. התאושש מ: sciencing.com
3. ויקיפדיה. (2017). שינויים גופניים. התאושש מ: en.wikipedia.org
4. מכללת קהילת קלקמה. (2002). הבחנה בין שינויים כימיים ופיזיים. התאושש מ: dl.clackamas.edu
5. וויטן, דייויס, פק וסטנלי. כִּימִיָה. (מהדורה 8). לימוד CENGAGE.
6. מאת סורבי ש '(07 באוקטובר 2016). ההבדל בין שינוי פיזי לשינוי כימי. התאושש מ: keydifferences.com