Za pomocą zmysłów rejestrujemy wiele efektów przemian zachodzących w otoczeniu. Niektóre z nich prowadzą do powstania nowych substancji, w innych substancje zmieniają swój stan skupienia lub właściwości. Czy zachodzące procesy można jakoś rozróżnić, nazwać, opisać?
Już wiesz
że substancje mają charakterystyczne właściwości fizyczne;
substancje dzielimy na proste (pierwiastki) i złożone (związki chemiczne);
substancje można ze sobą mieszać, tworząc mieszaniny jednorodne i niejednorodne;
mieszaniny można rozdzielać na składniki.
Nauczysz się
opisywać różnice między zjawiskiem fizycznym a przemianą chemiczną;
podawać przykłady zjawisk fizycznych i przemian chemicznych zachodzących w otoczeniu człowieka;
projektować i wykonywać proste doświadczenie ilustrujące zjawiska fizyczne i reakcje chemiczne;
stosować zasady bezpieczeństwa podczas wykonywania eksperymentów chemicznych.
iol4ggGahE_d5e215
1. Jaka przemiana wiąże się ze zmianą właściwości fizycznych substancji?
W swoim otoczeniu możemy zauważyć wiele przemian, w których efekcie zmieniają się właściwości fizyczne materii, ale nie ona sama. Przykładem może być zamarzanie wody. Lód, który powstaje w wyniku tego procesu, nie jest nowym materiałem, lecz ciągle wodą. W następstwie obniżenia temperatury zmianie ulega jedynie stan skupienia (właściwość fizyczna) tej substancji. Taki proces, w wyniku którego materia zmienia tylko swoje właściwości fizyczne, nazywamy przemianą fizycznązjawisko fizyczne (przemiana fizyczna)przemianą fizyczną lub zjawiskiem fizycznymzjawisko fizyczne (przemiana fizyczna)zjawiskiem fizycznym.
Przemiany materii
R8a5QYX119u8j1
Ilustracja prezentuje trzy zdjęcia umieszczone obok siebie. Na pierwszym od lewej złożony papier leży na stole, na zdjęciu środkowym jest on cięty przez kogoś nożyczkami, a na prawym leży na stole w strzępach.
Pocięcie kartki papieru na części nie zmienia rodzaju materiału – nadal jest to papier, tylko w kawałkach w mniejszym rozmiarze
RJXdatoQ5qZ4N1
Ilustracja prezentuje trzy zdjęcia umieszczone obok siebie. Pierwsze od lewej prezentuje cukiernicę z zawartością oraz szklankę wody, środkowe przedstawia rękę z łyżeczką, która wsypuje cukier do szklanki, a trzecie zdjęcie przedstawia czynność mieszania wody w szklance.
Po wrzuceniu cukru spożywczego (sacharozy) do wody powstaje mieszanina jednorodna cukru w wodzie
RvQogXVXOPgtd1
Ilustracja prezentuje trzy zdjęcia umieszczone obok siebie. Na pierwszym od lewej znajduje się biały talerzyk z kostkami lodu na jasnym tle. Drugie przedstawia te same kostki częściowo rozpuszczone, a trzecie talerzyk wypełniony wodą powstałą z całkowitego rozpuszczenia lodu.
Podczas topnienia kostki lodu następuje zmiana stanu skupienia wody
R1EzplrkZ7Sxx1
Ilustracja prezentuje trzy zdjęcia umieszczone obok siebie. Na pierwszym od lewej znajduje się szklanka stojąca na białym blacie wypełniona do połowy cukrem. Środkowe ilustruje przesypywanie tego cukru ze szklanki do młynka do kawy. Trzecie zdjęcie przedstawia ujęcie cukru pudru powstałego po zmieleniu kryształków.
Podczas mielenia cukier spożywczy (sacharoza) zmienia swój stan rozdrobnienia
RZKVOZ2ZHWt0y1
Ilustracja prezentuje trzy zdjęcia umieszczone obok siebie. Na pierwszym od lewej widać metalową miseczkę stojącą na drewnianym blacie stołu oraz ręce wlewające do miseczki białko z jajka. Środkowe zdjęcie prezentuje czynność ubijania białek na pianę za pomocą ręcznej trzepaczki. Na czwartym zdjęciu znajduje się ta sama metalowa miska wypełniona gotową pianą.
Ubijanie białka prowadzi do powstania piany tworzonej przez to samo białko
R1Gf53HW3cZtS1
Ilustracja prezentuje trzy zdjęcia umieszczone obok siebie. Na pierwszym od lewej znajduje się leżąca na pustym tle deska, a na niej młotek z gwoździem. Tematem drugiego zdjęcia jest wbijanie gwoździa w deskę. Gwóźdź jest wbijany pod niewłaściwym kątem i już teraz można zaobserwować, że zaczyna się on skrzywiać. Trzecie zdjęcie prezentuje ten sam skrzywiony gwóźdź wbity płytko w deskę.
Nieudane wbicie gwoździa nie zmienia materiału, z którego jest wykonany, a tylko jego kształt
RJ0opfT59tqCJ1
Ilustracja prezentuje trzy zdjęcia umieszczone obok siebie. Na pierwszym od lewej prezentowany jest proces cięcia świecy na drobne kawałki. Na środkowym kawałki te podgrzewane są w rondelku na płycie kuchennej. Trzecie zdjęcie ilustruje przelanie całkowicie roztopionego wosku do przezroczystego naczynia z wodą. W wodzie widać smugi ponownie zestalonej substancji.
Stopienie i ponowne zestalenie materiału, z którego wykonana jest świeca, sprawia, że przybiera on inny kształt
RQHjNHxYhWBAS1
Ilustracja prezentuje trzy zdjęcia umieszczone obok siebie. Na pierwszym od lewej pokazana jest szalka Petriego z krystalicznym jodem. Na drugim zdjęciu prezentowany jest zestaw doświadczalny składający się z palnika gazowego nakrytego metalową płytką leżącą na trójnogu wysokiej zlewki stojącej na tej rozgrzanej płytce i okrągłodennej kolby z wodą szczelnie zamykającej wylot zlewki. w zlewce widać zarówno krystaliczny jod na dnie, jak i jego fioletowe pary unoszące się w całej objętości naczynia. Trzecie zdjęcie zawiera efekt eksperymentu, czyli opróżnioną wysoką zlewkę zdjętą z palnika, ale nadal z nałożoną kolbą. Dno kolby z wodą od zewnątrz pokrywają wyresublimowane krzyształy jodu.
Ogrzewanie jodu, a następnie jego ochłodzeniewywołują, następujące po sobie, sublimację i resublimację
Otrzymywanie siarki plastycznej
Doświadczenie 1
Problem badawczy
Jaka przemiana (fizyczna czy chemiczna) zachodzi podczas ogrzania, a następnie ochłodzenia siarki?
Hipoteza
Siarka poddana najpierw wysokiej, a następnie niskiej temperaturze ulega przemianie fizycznej.
Co będzie potrzebne
żaroodporna probówka,
palnik,
drewniana łapa do probówek,
łyżeczka,
zlewka,
siarka.
Instrukcja
Napełnij siarką probówkę do jej wysokości.
Zawartość probówki delikatnie ogrzewaj w płomieniu palnika do czasu, gdy siarka po raz drugi uzyska płynną konsystencję.
Energicznym ruchem przelej ciekłą siarkę do zlewki wypełnionej do połowy zimną wodą.
Gdy siarka ostygnie,wyjmij ją za pomocą bagietki i połóż na szkiełku zegarkowym. Przy użyciu bagietek zbadaj plastyczność siarki – spróbuj ją rozciągnąć, zgiąć itp.
Podsumowanie
Siarka pod wpływem temperatury topi się, zmieniając się w ciecz o jasnożółtej barwie. Dalszemu ogrzewaniu płynnej siarki towarzyszy znaczny wzrost jej lepkości (gęstnienie) oraz zmiana barwy na ciemnobrunatną. Ogrzewając nadal zawartość probówki, obserwujemy ponowne zmniejszenie lepkości siarki (staje się płynna), które zachodzi bez zmiany barwy. Produkt gwałtownego ochłodzenia ciekłej siarki o ciemnobrunatnej barwie ma cechy ciała plastycznego – łatwo go wyginać i rozciągać. Po pewnym czasie powraca do początkowej postaci – kruchej substancji stałej o żółtej barwie. Przemiany siarki podczas jej ogrzewania, a następnie ochłodzenia są zjawiskami fizycznymi połączonymi ze zmianami stanu skupienia oraz zmianami barwy tej substancji.
R9KxDfIwhaTcr1
Film rozpoczyna ujęcie rozdrobnionej siarki na szkiełku zegarkowym. Obok widoczny jest oryginalny pojemnik z nią i możliwą do odczytania etykietą. Eksperymentator ubrany w fartuch i rękawice ochronne za pomocą łyżeczki siarkę do probówki. Kolejne ujęcie pokazuje ogrzewanie siarki w probówce napełnionej do połowy i trzymanej w drewnianych kleszczach. W miarę ogrzewania objętość substancji zmniejsza się. Powstaje żółta ciecz, która następnie powoli gęstnieje i stopniowo nabiera brunatnej barwy. Następuje zmiana ujęcia. W płynnej postaci siarka jest przelewana do zlewki wypełnionej do połowy zimną wodą. W efekcie substancja natychmiast zastyga. Ręka w rękawiczce wyjmuje siarkę z wody i ugniata ją w kulkę, delikatnie rozciąga. Na ekranie pojawia się napis Siarka plastyczna. Zmiana ujęcia, następuje zbliżenie na dwa szkiełka zegarkowe, z których jedno zawiera siarkę krystaliczną, a drugie plastyczną. Obydwie próbki opisane są słowem Siarka. Następuje prezentacja właściwości siarki plastycznej po upływie pewnego czasu - powrót do barwy żółtej, utrata plastyczności i podatność na uderzenia młotkiem. Na sam koniec prezentowany jest kolaż z pięciu zdjęć przedstawiających kolejne fazy eksperymentu i uzyskane postacie siarki. Towarzyszy im napis Przemiana fizyczna.
Film rozpoczyna ujęcie rozdrobnionej siarki na szkiełku zegarkowym. Obok widoczny jest oryginalny pojemnik z nią i możliwą do odczytania etykietą. Eksperymentator ubrany w fartuch i rękawice ochronne za pomocą łyżeczki siarkę do probówki. Kolejne ujęcie pokazuje ogrzewanie siarki w probówce napełnionej do połowy i trzymanej w drewnianych kleszczach. W miarę ogrzewania objętość substancji zmniejsza się. Powstaje żółta ciecz, która następnie powoli gęstnieje i stopniowo nabiera brunatnej barwy. Następuje zmiana ujęcia. W płynnej postaci siarka jest przelewana do zlewki wypełnionej do połowy zimną wodą. W efekcie substancja natychmiast zastyga. Ręka w rękawiczce wyjmuje siarkę z wody i ugniata ją w kulkę, delikatnie rozciąga. Na ekranie pojawia się napis Siarka plastyczna. Zmiana ujęcia, następuje zbliżenie na dwa szkiełka zegarkowe, z których jedno zawiera siarkę krystaliczną, a drugie plastyczną. Obydwie próbki opisane są słowem Siarka. Następuje prezentacja właściwości siarki plastycznej po upływie pewnego czasu - powrót do barwy żółtej, utrata plastyczności i podatność na uderzenia młotkiem. Na sam koniec prezentowany jest kolaż z pięciu zdjęć przedstawiających kolejne fazy eksperymentu i uzyskane postacie siarki. Towarzyszy im napis Przemiana fizyczna.
Film rozpoczyna ujęcie rozdrobnionej siarki na szkiełku zegarkowym. Obok widoczny jest oryginalny pojemnik z nią i możliwą do odczytania etykietą. Eksperymentator ubrany w fartuch i rękawice ochronne za pomocą łyżeczki siarkę do probówki. Kolejne ujęcie pokazuje ogrzewanie siarki w probówce napełnionej do połowy i trzymanej w drewnianych kleszczach. W miarę ogrzewania objętość substancji zmniejsza się. Powstaje żółta ciecz, która następnie powoli gęstnieje i stopniowo nabiera brunatnej barwy. Następuje zmiana ujęcia. W płynnej postaci siarka jest przelewana do zlewki wypełnionej do połowy zimną wodą. W efekcie substancja natychmiast zastyga. Ręka w rękawiczce wyjmuje siarkę z wody i ugniata ją w kulkę, delikatnie rozciąga. Na ekranie pojawia się napis Siarka plastyczna. Zmiana ujęcia, następuje zbliżenie na dwa szkiełka zegarkowe, z których jedno zawiera siarkę krystaliczną, a drugie plastyczną. Obydwie próbki opisane są słowem Siarka. Następuje prezentacja właściwości siarki plastycznej po upływie pewnego czasu - powrót do barwy żółtej, utrata plastyczności i podatność na uderzenia młotkiem. Na sam koniec prezentowany jest kolaż z pięciu zdjęć przedstawiających kolejne fazy eksperymentu i uzyskane postacie siarki. Towarzyszy im napis Przemiana fizyczna.
iol4ggGahE_d5e312
2. Jakie przemiany powodują, że jedne substancje przekształcają się w inne?
W naszym otoczeniu można zaobserwować wiele przemian, podczas których substancje ulegają trwałym zmianom i przekształcają się w inne substancje.
Przemiany w naszym otoczeniu
RxXAXiK6T1AIO1
Ilustracja prezentuje dwa zdjęcia umieszczone obok siebie. Na zdjęciu z lewej strony dłoń zapala świecę zapalniczką. Na zdjęciu z prawej strony ogarek tej samej świecy dopala się na świeczniku.
Podczas spalania świecy powstaje dwutlenek węgla
R15XNt5V6nc6h1
Ilustracja prezentuje dwa zdjęcia umieszczone obok siebie. Na zdjęciu z lewej prezentowany jest talerz ze świeżymi owocami. Jest tam banan, winogrona, śliwka, kiwi i pomarańcza. Na zdjęciu z prawej ten sam talerz i te same owoce, ale jakiś czas później. Wszystkie owoce są wyraźnie nadpsute.
Owoce pod wpływem mikroorganizmów ulegają zepsuciu i nie nadają się do spożycia. Powstałe w nich nowe substancje są szkodliwe dla zdrowia człowieka
Rzhg6RXlPceea1
Ilustracja prezentuje dwa zdjęcia umieszczone obok siebie. Na pierwszym prezentowane jest wnętrze piekarnika z dwoma podłużnymi foremkami zawierającymi ciasto chlebowe. Na drugim dwa upieczone bochenki stoją na desce, gotowe do pokrojenia i zjedzenia.
Pod wpływem wysokiej temperatury następuje przemiana surowego ciasta w nadający się do spożycia chleb
R1Ti2Emhw5SM51
Ilustracja prezentuje trzy zdjęcia umieszczone obok siebie. Na pierwszym od lewej prezentowana jest czynność napełniania szklanego dzbanka mlekiem z butelki. Środkowe zdjęcie przedstawia ten sam dzbanek mleka po pewnym czasie. Mleko jest skwaśniałe, co widać po barwie i widocznych warstwach. Na trzecim zdjęciu dzbanek ze skwaśniałym mlekiem prezentowany jest od góry w zbliżeniu.
Świeże mleko ulega fermentacji mlekowej dzięki bakteriom, które naturalnie w nim występują. Podczas tego procesu przemianie ulega innymi laktoza (cukier mleczny), przekształcają się w inną substancję – kwas mlekowy
RDLknWc2aH4pn1
Ilustracja prezentuje trzy zdjęcia umieszczone obok siebie, prezentujące robienie karmelu z cukru. Pierwsze zdjęcie licząc od lewej strony przedstawia nasypywanie cukru do płaskiego rondla stojącego na płycie grzewczej. Na zdjęciu środkowym częściowo roztopiony i ciemniejący cukier mieszany jest drewnianą łyżką do konfitur. Zdjęcie po prawej stronie przedstawia bardzo podobny widok co wcześniej, lecz z już stopionym i znacznie ciemniejszym gotowym karmelem.
Pod wpływem wysokiej temperatury cukier (sacharoza) przekształca się w różne związki chemiczne, które nadają zapach i smak powstałemu karmelowi
Rmqvpp8iYYhBB1
Ilustracja prezentuje dwa zdjęcia umieszczone obok siebie. Lewe przedstawia dłonie osoby palącej list nad porcelanowym talerzykiem. Na prawym pokazywane są w zbliżeniu spalone, kompletnie poczerniałe i nierozpoznawalne skrawki papieru.
W wyniku spalenia papieru powstaje popiół, który jest innym materiałem niż papier
RrgNZ51RkbmZA1
Ilustracja prezentuje trzy zdjęcia umieszczone obok siebie, prezentujące robienie jajecznicy. Na pierwszym od lewej ręce wbijają jajko na patelnię stojącą na płycie kuchennej. Na środkowym kadrze ta sama ręka miesza ścinającą się jajecznicę drewnianą łopatką. Trzecia fotografia przedstawia w zbliżeniu gotową, solidnie wymieszaną jajecznicę ciągle jeszcze leżącą na patelni.
Pod wpływem wysokiej temperatury substancje zawarte w białku jaja rozpadają się, przekształcając w inne
RuH0BzQZMfF251
Ilustracja prezentuje dwa zdjęcia umieszczone obok siebie. Na lewym widać metalowy gruby gwóźdź, nowy i błyszczący. Prawe zawiera ten sam gwóźdź w tym samym ujęciu, lecz tym razem gwóźdź jest całkowicie zardzewiały.
Żelazo zawarte w stali w wyniku oddziaływania z tlenem i wodą zawartymi w powietrzu rdzewieje. Z żelaza powstają inne substancje
R1JYzRh8cHzry1
Ilustracja prezentuje trzy zdjęcia umieszczone obok siebie prezentujące eksperyment polegający na spalaniu wstążki magnezowej. Pierwsza fotografia od lewej przedstawia końcówkę szczypiec trzymające krótki kawałek szarej metalicznej wstążki. Na drugim zdjęciu dłoń w ochronnej rękawicy trzyma płonący jasnym światłem metal nad palnikiem gazowym. Tuż obok palnika na blacie stołu leży naczynie Petriego. Trzecie zdjęcie przedstawia wspomnianą szalkę z bliska. Leży na niej produkt spalania, biały proszek tlenek magnezu.
W wyniku spalania magnezu (reakcji z tlenem) powstaje nowa substancja (tlenek magnezu)
Przemiany przedstawione na powyższych fotografiach zachodzą pod wpływem różnych czynników: działania wysokiej temperatury, mikroorganizmów, wzajemnego oddziaływania różnych substancji. Mają one wspólną cechę – w ich wyniku powstają nowe substancje o odmiennych właściwościach. O tego typu procesach mówi się, że są to przemiany chemicznereakcja chemiczna (przemiana chemiczna)przemiany chemiczne lub reakcje chemicznereakcja chemiczna (przemiana chemiczna)reakcje chemiczne.
Polecenie 1
Zastanów się i odpowiedz na następujące pytania:
Czy obcięcie włosów oraz ich farbowanie to przemiany tego samego rodzaju? Określ teprocesy.
Czy rzeźbienie w drewnie i wypalanie w nim wzorów to przemiany tego samego rodzaju? Nazwij je.
Spalanie siarki1
Doświadczenie 2
Problem badawczy
Jakiej przemianie ulega siarka podczas palenia się?
Hipoteza
Płonąca siarka ulega przemianie chemicznej.
Co będzie potrzebne
łyżka do spalań,
palnik,
cylinder do spalań,
siarka.
Instrukcja
Nałóż niewielką ilość siarki na łyżkę do spalań.
Umieść łyżkę w płomieniu palnika i poczekaj, aż znajdująca się na niej siarka ulegnie zapaleniu.
Umieść łyżkę do spalań z płonącą siarką w wysokim cylindrze.
Obserwuj proces palenia się siarki, barwę płomienia i inne efekty, które mu towarzyszą.
Podsumowanie
Siarka umieszczona w płomieniu palnika najpierw topi się, a następnie ulega zapaleniu. Spala się niebieskim płomieniem. W wyniku spalania siarki powstaje bezbarwna substancja o gazowym stanie skupienia – tlenek siarki(IV). Przemiana ta jest przykładem reakcji (przemiany) chemicznej.
R1eNxDuhGKhf11
Widok na sprzęt laboratoryjny: łyżka do spalań, palnik, wysoki cylinder. Ręce nabierają siarkę na łyżkę do spalań i ogrzewają ją w płomieniu palnika. Siarka topi się, a następnie ulega zapaleniu. Pali się niebieskim płomieniem. Następnie łyżka z palącą się siarkę przeniesiona zostaje do cylindra. Widać płomień siarki i powstające białe dymy. Na białych dymach pojawia się nazwa: tlenek siarki(IV) i wzór: SO2. Napisy znikają. Pojawia się zdanie: jaka to przemiana? Na ekranie widać siarkę na szkiełku zegarkowym (żółtą, sypką) oraz cylinder przykryty szkiełkiem lub plastykową płytką, a w nim biały dym. U dołu ekranu, pod naczyniami ze substancjami pojawia się podpis: reakcja chemiczna
Widok na sprzęt laboratoryjny: łyżka do spalań, palnik, wysoki cylinder. Ręce nabierają siarkę na łyżkę do spalań i ogrzewają ją w płomieniu palnika. Siarka topi się, a następnie ulega zapaleniu. Pali się niebieskim płomieniem. Następnie łyżka z palącą się siarkę przeniesiona zostaje do cylindra. Widać płomień siarki i powstające białe dymy. Na białych dymach pojawia się nazwa: tlenek siarki(IV) i wzór: SO2. Napisy znikają. Pojawia się zdanie: jaka to przemiana? Na ekranie widać siarkę na szkiełku zegarkowym (żółtą, sypką) oraz cylinder przykryty szkiełkiem lub plastykową płytką, a w nim biały dym. U dołu ekranu, pod naczyniami ze substancjami pojawia się podpis: reakcja chemiczna
Widok na sprzęt laboratoryjny: łyżka do spalań, palnik, wysoki cylinder. Ręce nabierają siarkę na łyżkę do spalań i ogrzewają ją w płomieniu palnika. Siarka topi się, a następnie ulega zapaleniu. Pali się niebieskim płomieniem. Następnie łyżka z palącą się siarkę przeniesiona zostaje do cylindra. Widać płomień siarki i powstające białe dymy. Na białych dymach pojawia się nazwa: tlenek siarki(IV) i wzór: SO2. Napisy znikają. Pojawia się zdanie: jaka to przemiana? Na ekranie widać siarkę na szkiełku zegarkowym (żółtą, sypką) oraz cylinder przykryty szkiełkiem lub plastykową płytką, a w nim biały dym. U dołu ekranu, pod naczyniami ze substancjami pojawia się podpis: reakcja chemiczna
Ciekawostka
Wykorzystując produkty znajdujące się w kuchni, można przeprowadzić reakcję chemiczną. Przed wykonaniem doświadczenia należy przygotować butelkę o małej pojemności, sodę oczyszczoną, ocet oraz kolorowy balonik. Instrukcja wykonania: 1. Sodę oczyszczoną wsypujemy do balonika (maksymalnie 2 duże łyżki). 2. Do butelki wlewamy 50–100 cmIndeks górny 33 octu. 3. Delikatnie zakładamy balonik na szyjkę butelki, w taki sposób, aby soda oczyszczona nie przedostała się do butelki, zanim zakończymy tę czynność. 4. Unosimy balonik do góry i przesypujemy jego zawartość do butelki. W trakcie doświadczenia między sodą oczyszczoną a octem zachodzi reakcja, podczas której wydziela się gaz – dwutlenek węgla – wypełniający balon.
iol4ggGahE_d5e440
3. Czym różni się zjawisko fizyczne od reakcji chemicznej?
Zjawiska fizycznezjawisko fizyczne (przemiana fizyczna)Zjawiska fizyczne i przemiany chemiczne towarzyszą nam każdego dnia. Nie zawsze bez trudu możemy ocenić ich rodzaj. W wielu przypadkach sama obserwacja procesu nie wystarczy, aby można było określić, czy w jego wyniku powstała nowa substancja, czy tylko zmieniły się właściwości fizyczne (na przykład stan skupienia) substancji ulegającej tej przemianie. Zastosowane czynniki również nie determinują rodzaju przemiany. W wyniku ogrzewania substancja może albo ulec przemianie fizycznej, albo wziąć udział w reakcji chemicznej.
W efekcie zmieszania dwóch różnych substancji może powstać ich mieszanina (zjawisko fizyczne) bądź też zajść reakcja chemiczna. Jest to uzależnione od właściwości samych substancji oraz od warunków, w jakich się znajdują. W przewidywaniu rodzaju przemian pod wpływem różnych czynników bardzo przydatna jest wiedza na temat właściwości substancji.
Mieszanie siarki z żelazem i ogrzewanie powstałej mieszaniny1
Doświadczenie 3
Problem badawczy
Jakie przemiany zachodzą podczas zmieszania ze sobą, a następnie ogrzania siarki i żelaza?
Hipoteza
Mieszanie siarki z żelazem jest przemianą fizyczną, a w wyniku ich ogrzania zachodzi reakcja chemiczna.
Co będzie potrzebne
siarka,
żelazo w postaci pyłu (tzw. pył żelazny),
moździerz,
łopatki,
płytka ceramiczna,
palnik gazowy.
Instrukcja
Odważ 2 g siarki i 3,5 g żelaza.
Przesyp odważone ilości pierwiastków do moździerza i starannie wymieszaj.
Sprawdź, czy w mieszaninie nadal znajduje się żelazo – zbliż do niej magnes.
Przenieś mieszaninę siarki i żelaza na płytkę ceramiczną.
Płytkę umieść na trójnogu i ogrzewaj od spodu płomieniem palnika.
Ogrzewanie prowadź do momentu, aż mieszanina ulegnie rozżarzeniu.
Po ustaniu wszelkich zmian sprawdź za pomocą magnesu obecność żelaza w powstałej masie.
Podsumowanie
Siarka po zmieszaniu z żelazem tworzy mieszaninę barwy szarej. Zbliżony do jej powierzchni magnes przyciąga pył żelaza. Po ogrzaniu do wysokiej temperatury mieszanina zapala się. Żar obejmuje całą mieszaninę. Po zakończeniu żarzenia się powstaje masa o czarnej barwie. Magnes nie przyciąga żadnych jej składników. Pył żelazny można wyodrębnić z jego mieszaniny z siarką za pomocą magnesu. Podczas ogrzewania w mieszaninie zachodzi reakcja chemiczna – siarka reaguje z żelazem. Powstaje nowa substancja, która – w przeciwieństwie do żelaza – nie wykazuje właściwości magnetycznych.
R1XfyMrG1dN4I1
Film zaczyna się od ujęcia stołu laboratoryjnego zawierającego składniki do eksperymentu. Są to sproszkowana siarka oraz pył żelazny. Substancje te leżą na szklanych szalkach przed swoimi butelkami. Zmiana ujęcia, pokazywane są ręce laboranta ucierające w moździerzu siarkę z żelazem. Następuje ujęcie prezentujące mieszaninę żelaza i siarki w zbliżeniu oraz przeprowadzanej na nim próby z przyciąganiem żelaza przez silny magnes. Wniosek, jaki pojawia się na ekranie, pozwala stwierdzić, że mamy tu do czynienia z mieszaniną dwóch substancji. Następnie tygielek z mieszaniną zostaje umieszczona w płomieniu palnika. Mieszanina zaczyna się żarzyć i po chwili zamienia się w jednolitą masę. Masa ta nie reaguje w żaden sposób na zbliżenie magnesu. Następuje ujęcie czarnej jednolitej mieszanki z bliska, a obok niej pojawia się wzór FeS i nazwa siarczek żelaza dwa. U dołu ekranu, pod naczyniem z otrzymaną substancją pojawia się podpis: reakcja chemiczna.
Film zaczyna się od ujęcia stołu laboratoryjnego zawierającego składniki do eksperymentu. Są to sproszkowana siarka oraz pył żelazny. Substancje te leżą na szklanych szalkach przed swoimi butelkami. Zmiana ujęcia, pokazywane są ręce laboranta ucierające w moździerzu siarkę z żelazem. Następuje ujęcie prezentujące mieszaninę żelaza i siarki w zbliżeniu oraz przeprowadzanej na nim próby z przyciąganiem żelaza przez silny magnes. Wniosek, jaki pojawia się na ekranie, pozwala stwierdzić, że mamy tu do czynienia z mieszaniną dwóch substancji. Następnie tygielek z mieszaniną zostaje umieszczona w płomieniu palnika. Mieszanina zaczyna się żarzyć i po chwili zamienia się w jednolitą masę. Masa ta nie reaguje w żaden sposób na zbliżenie magnesu. Następuje ujęcie czarnej jednolitej mieszanki z bliska, a obok niej pojawia się wzór FeS i nazwa siarczek żelaza dwa. U dołu ekranu, pod naczyniem z otrzymaną substancją pojawia się podpis: reakcja chemiczna.
Film zaczyna się od ujęcia stołu laboratoryjnego zawierającego składniki do eksperymentu. Są to sproszkowana siarka oraz pył żelazny. Substancje te leżą na szklanych szalkach przed swoimi butelkami. Zmiana ujęcia, pokazywane są ręce laboranta ucierające w moździerzu siarkę z żelazem. Następuje ujęcie prezentujące mieszaninę żelaza i siarki w zbliżeniu oraz przeprowadzanej na nim próby z przyciąganiem żelaza przez silny magnes. Wniosek, jaki pojawia się na ekranie, pozwala stwierdzić, że mamy tu do czynienia z mieszaniną dwóch substancji. Następnie tygielek z mieszaniną zostaje umieszczona w płomieniu palnika. Mieszanina zaczyna się żarzyć i po chwili zamienia się w jednolitą masę. Masa ta nie reaguje w żaden sposób na zbliżenie magnesu. Następuje ujęcie czarnej jednolitej mieszanki z bliska, a obok niej pojawia się wzór FeS i nazwa siarczek żelaza dwa. U dołu ekranu, pod naczyniem z otrzymaną substancją pojawia się podpis: reakcja chemiczna.
iol4ggGahE_d5e544
4. Jak możemy opisać reakcje chemiczne?
Chemicy znaleźli uniwersalny sposób opisywania przemian chemicznych, podczas których jedne substancje przemieniają się w inne. Za pomocą strzałki wskazują kierunek przemiany – od substancji, które wzięły udział w reakcji chemicznej do substancji, które powstały:
Substancje, które ulegają przemianie chemicznej, nazywamy substratamisubstratysubstratami, a substancje, które powstają w jej wyniku, określa się mianem produktówproduktyproduktów. Zapis, w którym za pomocą strzałek przedstawia się sumarycznie przejście od substratów do produktów, nazywa się równaniem reakcji chemicznejrównanie reakcji chemicznejrównaniem reakcji chemicznej. Ogólny jej schemat jest następujący:
W równaniu reakcji chemicznej substraty znajdują się zawsze po lewej stronie strzałki, produkty zaś – po prawej. Strzałka skierowana jest od substratów do produktów.
W doświadczeniu 2 z siarki i tlenu otrzymaliśmy tlenek siarki(IV). Siarka przereagowała z tlenem zawartym w powietrzu. Reakcję tę możemy opisać następującym równaniem:
Doświadczenie 3., polegające na ogrzewaniu siarki z żelazem, doprowadziło do powstania siarczku żelaza(II). Tę przemianę chemiczną możemy przedstawić za pomocą następującego równania:
Inną reakcję chemiczną, w której wyniku z magnezu otrzymujemy tlenek magnezu, możemy opisać równaniem:
Przykłady równań reakcji z określeniem poszczególnych substancji biorących udział w przemianie chemicznej
Równanie reakcji chemicznej
Substraty
Produkty
siarka, żelazo
siarczek żelaza(II)
siarka, tlen
tlenek siarki(IV)
magnez, tlen
tlenek magnezu
wodór, tlen
woda
sód, chlor
chlorek sodu
węgiel, tlen
tlenek węgla(IV)
wapń, tlen
tlenek wapnia
wodór, chlor
chlorowodór
iol4ggGahE_d5e623
Podsumowanie
Zjawiska fizyczne polegają na zmianie właściwości fizycznych substancji. Podczas tych procesów nie powstają nowe pierwiastki ani nowe związki chemiczne.
Przemiana chemiczna to proces, podczas którego jedne substancje przekształcają się w inne.
Substancje, które ulegają przemianom w reakcji chemicznej, to substraty, natomiast te, które z nich powstają, to produkty.
Równanie reakcji chemicznej to symboliczny zapis przebiegu reakcji chemicznej. Po lewej stronie równania zapisuje się substraty, po prawej – produkty. Za pomocą strzałki zaznacza się kierunek reakcji od substratów do produktów.
Praca domowa
Polecenie 2.1
Korzystając z substancji używanych w kuchni, zaproponuj dwa doświadczenia ilustrujące zjawisko fizyczne i przemianę chemiczną. Opisz doświadczenie w zeszycie.
iol4ggGahE_d5e678
Słowniczek
produkty
produkty
substancje, które powstają w wyniku reakcji chemicznej
reakcja chemiczna (przemiana chemiczna)
reakcja chemiczna (przemiana chemiczna)
proces, w którym z jednej substancji lub większej ich liczby powstaje jedna lub więcej nowych substancji o odmiennych właściwościach
równanie reakcji chemicznej
równanie reakcji chemicznej
zapis przebiegu reakcji chemicznej za pomocą symboli i wzorów chemicznych; przedstawia substraty i produkty reakcji oraz często warunki zachodzenia danej reakcji
substraty
substraty
substancje, które biorą udział w przemianie chemicznej
zjawisko fizyczne (przemiana fizyczna)
zjawisko fizyczne (przemiana fizyczna)
proces, w wyniku którego zmieniają się właściwości fizyczne substancji
iol4ggGahE_d5e782
Zadania
Ćwiczenie 1
R1OZ8jX8PZiVs1
zadanie interaktywne
zadanie interaktywne
Uzupełnij luki w tekście. Wybierz właściwe określenia spośród podanych.
Przemiana, podczas której substancja zmienia swoje właściwości fizyczne, nazywana jest ......................................... Reakcje chemiczne to takie przemiany, w wyniku których ........................................ nowe substancje. Substancje, które powstają w wyniku reakcji chemicznej, to ......................................... W równaniu reakcji chemicznej po prawej stronie strzałki zapisuje się zawsze ......................................... Strzałka w równaniu reakcji chemicznej jest zwrócona od ........................................ do .........................................
Źródło: Bożena Karawajczyk, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 2
R16YpNDbanxvx1
zadanie interaktywne
zadanie interaktywne
Połącz w pary substraty i produkty reakcji chemicznych.
chlorek sodu, siarczek magnezu, woda
siarka + magnez
wodór + tlen
sód + chlor
Źródło: Agnieszka Kamińska-Ostęp, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 3
R1L3XpYknCHHk1
zadanie interaktywne
Równanie reakcji chemicznej tlenu z chromem, w której powstaje tlenek chromu(III) przedstawia zapis
Źródło: Bożena Karawajczyk, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 4
Rm11y66T4cfyg1
zadanie interaktywne
Wskaż substrat/y w następującym równaniu reakcji:
węglan wapnia
tlenek wapnia
tlenek węgla(IV)
tlenek węgla(IV), tlenek wapnia
węglan wapnia, tlenek węgla(IV), tlenek wapnia
Źródło: Bożena Karawajczyk, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 5
R3P4JyG5RTN5C1
zadanie interaktywne
Wskaż zestaw substancji, który zawiera produkty w podanych poniżej schematach reakcji: