Przemiany substancji
Niektórzy z przyjemnością zjadają jajka ugotowane na miękko. Przyrządzenie ich to niełatwa sztuka – wystarczy gotować minutę za długo i już mamy jajko na twardo. Niestety, potrawy tej nie da się przywrócić do poprzedniego stanu. Podobnie jest z wieloma innymi procesami zachodzącymi w przyrodzie. Nie wszystkie są tak proste do odwrócenia, jak ponowne zamrożenie roztopionej kostki lodu.
w jakich stanach skupienia występują substancje;
że stan skupienia zależy od temperatury.
wyjaśniać, czym różnią się przemiany odwracalne od nieodwracalnych;
wskazywać przykłady przemian odwracalnych i nieodwracalnych spotykanych w codziennym życiu;
przeprowadzać doświadczenia ukazujące przykłady przemian odwracalnych i nieodwracalnych.
1. Przemiany fizyczne
Gdy przygotowujemy lód do napojów, nalewamy wodę do specjalnych pojemników, które następnie wkładamy do zamrażarki. Pod wpływem niskiej temperatury woda zastyga (krzepnie), przybierając kształt naczynia. Jednak woda w kostce lodu pozostaje nadal wodą, występuje tylko w innym stanie skupienia. Mówimy, że zaobserwowaliśmy przemianę fizycznąprzemianę fizyczną.
Przemianami fizycznymi są m.in. procesy polegające na zmianie kształtu substancji (np. rozdrabnianie), zmiany stanów skupienia (np. krzepnięcie, topnienie, skraplanie, parowanie) oraz tworzenie i rozdzielanie mieszanin. Przemianą fizyczną jest też zmiana prędkości ruchu.
Film dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/D148x1hSj
Kryształy soli kamiennej, rozcieranie w moździerzu kryształków soli, efekt po roztarciu czyli rozdrobniona, sproszkowana sól. Kartka papieru, cięcie kartki papieru na drobne kawałki, pocięte skrawki.Skoncentrowany sok i woda, rozpuszczanie soku w wodzie, efekt po, czyli sok z wodą. Woda w kałuży, parowanie wody z kałuży, sucha kałuża. Woda w jeziorze, zamarzanie wody, warstwa lodu na jeziorze. Świeca, topienie świecy, wosk spływający po świecy
2. Przemiany chemiczne
Oprócz przemian fizycznych wokół nas zachodzą również przemiany chemiczneprzemiany chemiczne. W ich wyniku powstają nowe substancje o innych właściwościach niż składniki. Przemiana chemiczna zachodzi na przykład podczas zapalania zapałki, rdzewienia powierzchni metalowych, psucia się żywności, ciemnienia obranych jabłek. Można ją też zaobserwować, patrząc na palącą się świecę, która z każdą minutą staje się coraz mniejsza. Dlaczego tak się dzieje? Wosk lub stearyna, z których zrobione są świece, w procesie spalania zmieniają się w inne substancje rozpraszające się w powietrzu.
Porównanie przemiany fizycznej i chemicznej kartki papieru.
kartka papieru,
nożyczki,
świeczka,
pęseta lub szczypce,
metalowa taca,
zapałki.
Potnij nożyczkami kartkę papieru na drobne kawałki.
Ustaw świecę na metalowej tacy.
Poproś osobę dorosłą, by trzymając kawałek papieru za pomocą szczypiec, umieściła go w płomieniu świecy.
Obserwuj, co się dzieje. Czym różnią się obydwie przemiany? Zastanów się, który z obserwowanych procesów jest przemianą fizyczną, a który – chemiczną.
Pocięte skrawki papieru wyglądają nadal jak kartka. Różnią się jedynie kształtem i wielkością. Natomiast zupełnie inaczej wygląda to, co zostało po spaleniu kawałka papieru. Pocięcie kartki było przemianą fizyczną, a jej spalenie to przemiana chemiczna.
Czasami trudno jest stwierdzić, czy zaszła przemiana fizyczna czy chemiczna. Pomocna okazuje się uważna obserwacja całego procesu oraz zbadanie właściwości powstałych substancji. Sprawdźmy na przykład, jak rozpuszczają się w wodzie dwie często stosowane w kuchni substancje: cukier i soda oczyszczona.
Zbadanie, czy dodanie jednej substancji do drugiej zawsze jest przemianą fizyczną.
2 szklanki,
2 łyżeczki,
cukier,
soda oczyszczona,
ocet,
woda.
Napełnij pierwszą szklankę wodą do 1/4 wysokości i
wsyp łyżeczkę cukru. Zamieszaj. Obserwuj, co się dzieje wewnątrz naczynia. Sprawdź smak otrzymanego roztworu.
Napełnij drugą szklankę octem do 1/4 wysokości i wsyp łyżeczkę sody oczyszczonej. Zamieszaj. Obserwuj, co się dzieje wewnątrz naczynia.
Cukier rozpuścił się w wodzie. Wodny roztwór cukru ma słodki smak, zatem substancja rozpuszczona nie straciła swoich właściwości. Nie powstała żadna nowa substancja, zaszła więc przemiana fizyczna. Natomiast podczas rozpuszczania sody oczyszczonej w occie wydzielają się pęcherzyki gazu. Jest to zupełnie nowa substancja, zaszła więc przemiana chemiczna.
Wiele ciekawych przykładów reakcji chemicznych zachodzących w naszym otoczeniu można zaobserwować podczas przyrządzania potraw . Gotowaniu towarzyszą skomplikowane procesy chemiczne.
Jednym ze składników wielu ciast jest proszek do pieczenia. W wysokiej temperaturze ulega on przemianom chemicznym i powstają z niego nowe substancje, m.in. gaz – dwutlenek węgla. Jego pęcherzyki rozprzestrzeniają się w cieście i powodują, że jest ono puszyste. Mówimy wówczas, że ciasto urosło. Podobny proces zachodzi w cieście drożdżowym. Drożdże sprawiają, że cukier ulega przemianom chemicznym. Wytwarza się przy tym dwutlenek węgla, który spulchnia ciasto.
Zastanów się, jakie procesy prowadzą do powstawania mieszanin, a jakie do powstawania nowych substancji chemicznych. Co się stanie, gdy wymieszamy mąkę z wodą? A co, gdy zrobimy z mąki i wody ciasto i usmażymy je na patelni?
Czy znasz metodę, którą można oddzielić mąkę od wody? Czy po rozdzieleniu można odzyskać oba składniki? Co się dzieje, gdy smażymy placek na patelni?
3. Procesy odwracalne i nieodwracalne
Lód topi się, gdy jego otoczenie ma temperaturę wyższą niż 0°C. Gdy tylko temperatura otoczenia spadnie, to woda ponownie zamarznie. Zjawisko to często obserwujemy zimą, gdy mroźne dni przeplatają się z dniami odwilży. Mówimy, że proces zmiany skupienia wody ze stanu stałego w ciekły jest procesem odwracalnymprocesem odwracalnym. Wszystkie zmiany stanu skupienia są procesami odwracalnymi.
W naszej kuchni często zachodzą procesy nieodwracalneprocesy nieodwracalne. Gdy gotujemy lub smażymy jajko, zmienia ono swój wygląd i twardnieje. W żaden sposób nie można przywrócić jajku jego pierwotnej postaci i właściwości. Przemiany nieodwracalne to na przykład gotowanie, smażenie, pieczenie, a także spalanie różnych substancji. Procesem nieodwracalnym jest też korozja, czyli niszczenie na przykład metalowych przedmiotów pod wpływem warunków środowiska.
Film dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/D148x1hSj
Demonstrator delikatnie ogrzewa na matelni kawałek masła, widać, że masło się topi. Podobny kawałek masła jest mocno ogrzewany na patelni. Widać zmianę wyglądu masła oraz jego przypalanie. Kolejne ujęcie pokazuje kawałek masła, masło skrzepnięte na patelni oraz masło przypalone. Następnie demonstrator przygotowuje galaretkę i rozlewa ją do trzech jednakowych, ponumerowanych naczyń. Do jednego z nich wsypuje drobno pokrojone świeże kiwi. Galaretkę wstawia do lodówki. Po kilku godzinach demonstrator wyjmuje naczynie z galaretką z lodówki. Następuje obserwacja – dwie porcje czystej galaretki. Jedna porcja zostaje ogrzana w łaźni wodnej. Widać, że galaretka mięknie, zaczyna się robić płynna. Demonstrator ponownie wkłada alaretkę do lodówki i wyjmuje po jakimś czasie; widać, że znowu stężała. Następuje powrót do ujęcia masła stopionego na patelni oraz ujęcia galaretki płynnej i stężałej. Potem ponownie ujęcie przypalonego masła. Na koniec demonstrator wyjmuje galaretkę z kiwi z lodówki. Widać, że galaretka z kiwi jest płynna. Kamera robi zbliżenie na opakowanie galaretki - znajduje się tam tekst, informujący o tym, żeby nie dodawać kiwi do galaretki
Podsumowanie
W przyrodzie zachodzą przemiany fizyczne, w wyniku których substancje nie zmieniają swoich właściwości, oraz przemiany chemiczne, dzięki którym powstają nowe substancje.
Zachodzące w przyrodzie procesy mogą być nieodwracalne, jak np. spalanie czy gotowanie potraw, lub odwracalne, jak np. parowanie i skraplanie.
Zrób z plasteliny drobinowy model przemiany fizycznej i przemiany chemicznej. Sfotografuj modele lub narysuj ich schematyczne rysunki i podpisz je.
Słowniczek
proces, który może przebiegać w odwrotną stronę, skutkiem czego po jego zakończeniu można przywrócić substancji jej początkową postać
proces, który nie może przebiegać w odwrotną stronę, skutkiem czego po jego zakończeniu nie można przywrócić substancji jej początkowej postaci
proces, podczas którego nie powstają nowe substancje
proces, podczas którego powstają nowe substancje o odmiennych właściwościach
Zadania
Uzupełnij puste miejsca, wybierając brakujące elementy z listy.
proces tworzenia nowych pierwiastków, słodzenia herbaty, parowanie wody, przemianą fizyczną, gotowania wody, rdzewienie gwoździa, spalanie papieru, procesem krzepnięcia, gotowanie jajka, przemiana fizyczna, mieszania wody z lodem, przemiana chemiczna, topnieniem, przemianą chemiczną, pieczenia ciasta, reakcja spalania
Przemiana, podczas której nie powstaje żadna nowa substancja oraz żadne substancje nie zmieniają swoich właściwości chemicznych, to ...........................................................................
Przykładem przemiany fizycznej jest ...........................................................................
Przemiana, podczas której powstaje nowa substancja, nazywana jest ...........................................................................
Wiele różnych przemian chemicznych zachodzi podczas ...........................................................................
Które z następujących przemian są reakcjami chemicznymi, a które procesami fizycznymi.
palenie papieru, wrzenie wody, smażenie mięsa, tworzenie się rdzy na żelazie, sporządzanie syropu cukrowego przez dodawanie cukru do gorącej wody, wytwarzanie soli przez odparowanie wody morskiej
| przemiany fizyczne | |
|---|---|
| przemiany chemiczne |
Które z opisanych procesów są odwracalne, a które nieodwracalne?
krzepnięcie wody w pojemniku na kostki lodu do napojów, gotowanie jajka na twardo, spalanie drewna w kominku, zmieszanie grochu i fasoli, rdzewienie huśtawki na placu zabaw, zwinięcie kartki papieru w rulon
| procesy odwracalne | |
|---|---|
| procesy nieodwracalne |