فرادرس
تغییر فیزیکی و مثالهای آن — به زبان ساده (+ دانلود فیلم آموزش رایگان)
تغییرات مختلفی هر روزه در اطراف ما اتفاق می‌افتند. همانطور که شیمیدان‌ها عناصر و ترکیبات را دسته‌بندی کرده‌اند، برای تغییرات مختلف نیز دو دسته با نام‌های تغییر فیزیکی و تغییر شیمیایی در نظر گرفته‌اند. شیمیدان‌ها با مطالعه تغییرات مواد، اطلاعات زیادی در خصوص طبیعت آنها بدست می‌آورند.
فیلم آموزشی تغییر فیزیکی
تغییر فیزیکی
یک تغییر فیزیکی عبارتست از تغییری که در آن هیچ پیوند شیمیایی شکسته یا تشکیل نمی‌شود. از آنجایی که ماده حاصل با ماده اولیه یکی است، خواص آن همچون رنگ، بو و نقطه جوش ثابت می‌ماند. تغییر فیزیکی شامل تحرک مولکول‌های مواد بدون تغییر آنها است. به عبارت دیگر، تغییر فیزیکی زمانی اتفاق می‌افتد که در آن مواد به هنگام تغییر، ترکیب شیمیایی خود را عوض نکنند.
در حالت کلی، یک تغییر فیزیکی به کمک روش‌های فیزیکی قابل برگشت است. به طور مثال، نمک حل شده در آب را می‌توان با تبخیر آب، دوباره بدست آورد. البته حل شدن نمک در آب را نمی‌توان به طور کامل یک تغییر فیزیکی دانست و در متون مختلف هیچ دسته‌بندی برای این تغییر انجام نشده است.
رابطه بین خواص فیزیکی و تغییر فیزیکی
تغییر فیزیکی، شامل تغییر خواص فیزیکی نیز می‌شود. این خواص عبارتند از:
به هنگام آب شدن قالب یخی و توانایی جاری شدن، شکل آن نیز تغییر پیدا می‌کند اما ترکیب آن عوض نمی‌شود. در تعریف دیگر می‌توان گفت تغییر فیزیکی تغییری است که در آن برخی خواص یک نمونه از ماده تغییر می‌کند اما هویت ماده بدون تغییر باقی می‌ماند.
زمانی که به آب در حالت مایع حرارت بدهیم، به بخار آب تبدیل می‌شود. با وجود اینکه خواص فیزیکی آن تغییر کرده است اما مولکول‌های آب به همان شکل قبلی خود حضور دارند. در حقیقت همچنان در هر مولکول آب یک اتم اکسیژن و دو اتم هیدروژن داریم که با پیوند کووالانسی در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند. مثال خرد کردن کاغذ را در نظر بگیرید. با خرد کردن کاغذ، آن را به چیزی به غیر از کاغذ تبدیل نمی‌کنید و کاغذ خرد شده با کاغذ قبلی تفاوتی ندارد که همان مفهوم تغییر فیزیکی است.
نمونه‌ای دیگر از تغییر فیزیکی را می‌توان در حرارت دادن به استیل (فولاد) برای ساخت تیغه یک کارد (چاقو) پیدا کرد. همچنین به هنگام آهنگری، فلزات را حرارت و با این کار چکش‌خواری و شکل‌پذیری آنها را افزایش می‌دهند. این فرآیند هم شامل یک تغییر فیزیکی است. بسیاری از تغییرات فیزیکی برگشت‌پذیر و بسیاری از تغییرات شیمیایی برگشت‌ناپذیر هستند. اما برگشت‌پذیری معیار مناسبی برای دسته‌بندی نیست. با وجود اینکه برخی از مشخصات مانند تغییر رنگ، بو یا تولید گاز حاکی از یک تغییر شیمیایی هستند اما هرکدام از این شاخصه‌ها می‌توانند در یک تغییر فیزیکی هم اتفاق بیافتند.
مثال‌هایی از تغییر فیزیکی
در ادامه به ارائه نمونه‌هایی از تغییرات فیزیکی خواهیم پرداخت:
تغییر حالت
بسیاری از عنصرها و برخی ترکیبات به هنگام حرارت دادن از جامد به مایع و از مایع به گاز و برعکس تبدیل می‌شوند. برخی مواد مانند ید و دی‌اکسید کربن به طور مستقیم طی فرآیندی با نام تصعید از جامد به گاز تغییر حالت می‌دهند.
مغناطیس
اگر یک آهنربا را در کنار یک آهن نگه دارید، به طور موقت آهن را هم به آهنربا تبدیل کرده‌اید. به عبارت دیگر، مواد «فرومغناطیس» (Ferro-Magnetic)، می‌توانند به آهنربا تبدیل شوند. این فرآیند برگشت‌پذیر است و تاثیری بر ترکیب شیمیایی ندارد.
تبلور
بسیاری از عناصر و ترکیبات بلورهایی را تشکیل می‌دهند. برخی از آنها همچون کربن می‌توانند به شکل‌های مختلفی همچون الماس، گرافیت، گرافن و فولرن تبدیل شوند. البته مواد ذکر شده همگی از آلوتروپ‌های کربن هستند.
بلورها تاثیر زیادی بر خواص فیزیکی یک فلز همچون مقاومت و چکش‌خواری آن دارند. نوع بلور، شکل و اندازه آنها با حرارت دادن، لوله کردن و چکش زدن تغییر می‌کند.
مخلوط‌ها
به طور معمول، مخلوط‌هایی که شامل ذرات محلول نیستند را می‌توان به سادگی به کمک روش‌های صاف کردن یا ته‌نشینی از یکدیگر جدا کرد. البته مخلوط‌ها می‌توانند خواصی متفاوت با اجزای سازنده خود داشته باشند. به طور مثال، می‌توان به مخلوط آب و ماسه اشاره کرد.
به کمک این مخلوط می‌توانید مجسمه‌های گلی بسازید اما هیچکدام از اجزای سازنده این مجسمه‌ها یعنی آب و ماسه، به تنهایی نمی‌توانند موجب ساخت یک مجسمه باشند درحالیکه به کمک خاصیت کشش سطحی مخلوط حاصل، چنین قابلیتی برای مخلوط امکان‌پذیر خواهد بود.
محلول‌ها
اجزای بیشتر محلول‌های نمکی و برخی ترکیبات همچون شکر را می‌توان به کمک تبخیر از یکدیگر جدا کرد. سایر مخلوط‌ها یا مایعات فرار مانند الکل‌های با جرم مولی کم را می‌توان به کمک تقطیر جزء به جزء از یکدیگر جدا کرد.
آلیاژها
به مخلوط عناصر فلزی مختلف «آلیاژ» (Alloy) می‌گویند. «برنج» (Brass) آلیاژی از مس و روی است. جداسازی فلزات مختلف از آلیاژها فرآیندی دشوار است و به فرآوری شیمیایی نیاز دارد. در حقیقت، تهیه آلیاژها نمونه‌ای از تغییر فیزیکی به شمار می‌آید که برگشت‌پذیری آن توسط روش‌های فیزیکی قابل انجام نیست. اجزای تشکیل دهنده آلیاژهای شامل جیوه را می‌توان با ذوب کردن آلیاژ و استخراج بخار جیوه از یکدیگر جدا کرد.
سایر تغییرات فیزیکی
فعالیت‌هایی که هر روزه انجام می‌دهیم شامل بسیاری از تغییرات فیزیکی است که از جمله آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- مچاله کردن قوطی کنسرو
- شکستن شیشه
- حل شکر در آب
- برش چوب
- ذوب شدن گوگرد جامد: این مورد یکی از نمونه‌های جالب در تغییر فیزیکی به شمار می‌آید چراکه ذوب گوگرد با تغییر رنگ آن همراه است درحالیکه ترکیب شیمیایی آن دچار تغییر نمی‌شود. بسیاری از نافلزات مانند اکسیژن، به هنگام تغییر حالت (فاز) دچار تغییر رنگ نیز می‌شوند.
- خرد کردن میوه
- مخلوط کردن ماسه و نمک
- تبخیر نیتروژن مایع
- مخلوط کردن آب و روغن
خرد کردن کاغذ یک تغییر فیزیکی است.
مثال
مشخص کنید که هر یک از تغییرات زیر جزو کدام دسته از تغییرات هستند. تغییرات شیمیایی یا فیزیکی؟
- جوشاندن آب
- زنگ زدن میخ
- یک محلول سبز و یک محلول بی‌رنگ با یکدیگر مخلوط می‌شوند. رنگ مخلوط حاصل، سبز کمرنگ است.
- دو محلول بی‌رنگ با یکدیگر مخلوط می‌شوند. مخلوط حاصل شامل رسوبی به رنگ زرد است.
حل:
- تغییر فیزیکی: جوشاندن و ذوب کردن در دسته تغییرات فیزیکی قرار دارند. زمانی که آب می‌جوشد، هیچ پیوندی شکسته یا تشکیل نمی‌شود.
- تغییر شیمیایی: تغییر رنگ میخ به رنگ نارنجی یک تغییر شیمیایی است. در حقیقت این تغییر رنگ حاکی از یک تغییر شیمیایی است که واکنش آن به صورت زیر تعریف می‌شود:
- $$\mathrm { Fe } + \mathrm { O } _ { 2 } \rightarrow \mathrm { Fe } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 3 }$$
- تغییر فیزیکی: با توجه به اینکه هیچکدام از خواص تغییر نکرده‌اند، شاهد یک تغییر فیزیکی هستیم. مخلوط سبز همچنان به رنگ سبز وجود دارد و مخلوط بی‌رنگ نیز بدون رنگ باقی می‌ماند. این دو ماده فقط در یکدیگر پخش شده‌اند. هیچ تغییر رنگی که بیانگر یک تغییر شیمیایی باشد در این فرآیند دیده نمی‌شود.
- تغییر شیمیایی: تشکیل رسوب و همچنین تغییر رنگ به رنگ زرد، هر دو نشان‌دهنده یک تغییر شیمیایی هستند.
اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌های زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:
- مجموعه آموزش‌های دروس شیمی
- مجموعه آموزش های دروس دانشگاهی
- آموزش شیمی عمومی
- یون چیست؟ — به زبان ساده
- اعداد اعشاری — به زبان ساده
^^
خیلی ممنونم من فردا امتحان دارم?☠️?☠️ و هیچ بلد نبودم امنثا وقتی همه چیز رو مطالعه کردم فهمیدم??♥
واقعا متنتون خیلی خوب بود من خیلی خوب فهمیدم
با سلام و احترام
تشریح علمی و آخرین اختراع برای حذف پسماندها را می‌توان در تبدیل جامد به گاز جویا شد. بحران محیط زیست و نابودی تدریجی طبیعت، نسل ما را در خطر قرار داده است. امّا با توجّه به عوارض گسترش صنعت (تولیدات زیاد)، بازیافت مواد بخش اندکی از این بحران را تشکیل داده است و تفکّر تبدیل مواد جامد به گاز، با توجّه به راحتی بیشتر و صرف زمان و هزینة کمتر، منطقی به نظر می‌رسد. این امر دور از انتظار و دست نیافتنی نیست؛ این اتّفاق در برخورد شهاب‌‌سنگ‌ها با جوّ زمین و در اثر اصطکاک رخ می‌دهد و مواد جامد به گاز تبدیل می‌شود.
مطلب آموزنده و بسیار مفیدی بود. از نویسنده متن خیلی تشکر می کنم
من واقعا از این مطلب فهمیدم و خیلی هم خوب بود ممنون از نویسنده