ХИМИЧНИ ЯВЛЕНИЯ: ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРИМЕРИ - ХИМИЯ - 2025

Най- химични явления, са тези, свързани със серия от химически реакции, които се случват в ежедневието. Макар да е вярно, че химичните реакции могат да се изучават или провеждат в лаборатория, химичните явления могат да се видят навсякъде; на открито, в облаците, в телата ни или в самата кухня.

Някои примери за химически промени са изгаряне на дърва, усвояване на храна, готвене на яйце, ръждясало желязо, печене на торта, гниене на плодове, печене на месо, взривяване на фойерверки и други.

Печенето на бисквитки е едно от безбройните ежедневни химически явления, за които всички знаят. Източник: holmespj чрез Pixabay.

Лесно е да се разпознаят химични явления, въпреки че те не са изолирани, а във връзка с физически (или биологични) промени. Химическо явление се казва, че е възникнало, когато се наблюдава повишаване на температурата, отделяне на газове, внезапно осветяване, образуване на утайки; или промени в миризмата, цвета или текстурата.

Всички химични явления обаче споделят общо преобразуването в идентичността на материята; скъсването на връзките за установяване на нови, изчезването на реагентите за генериране на продукти.

Един "прост" химичен феномен може да обхване или да отвори голям брой химически реакции, които се подчиняват на един или повече механизми. Това се случва особено, когато готвим, печем (бисквитки в горното изображение) или ядем, както и при интересни биохимични процеси като биолуминесценция.

характеристики

Всяка отделна химическа реакция има набор от характеристики, които позволяват да бъдат разпознати или класифицирани от останалите; Това са двойно изместване (метатеза), утаяване, неутрализация, добавяне, изомеризация, редукция на оксиди, хидрогениране, горене, пиролиза, осапуняване, полимеризация и много други.

Някои от тях могат да бъдат обратими (продуктите преобразуват реагентите) или необратими (има само образуване на продукт). Също така, някои са екзотермични, ендотермични, бавни или бързи (със или без катализатор).

Всички обаче са съгласни относно промяна в идентичността на материята (атом, функционална група, молекула и т.н.). Това причинява промяна в едно от свойствата на системата, които са: цвят, мирис, pH, температура, налягане, вискозитет, маса, обем, плътност, индекс на пречупване, и други.

Често се наблюдава и бълбукане, поява на утайка или двойна фаза, вълни или експлозии. След това химичното явление се характеризира с показване на комбинация от такива промени и може също да се състои от поредица от реакции или трансформации, тясно свързани помежду си.

Ето защо, в зависимост от призмата, с която се гледа, химичните явления се отнасят главно към всички естествени или ежедневни процеси, при които се усеща, че е имало една или повече едновременни химични реакции.

Примери

Минерална кристализация

Някои минерали кристализират поради изпаряването на водата. Източник: Pxhere.

Въпреки че не всички механизми на кристализация на минерали са строго химични явления, когато те протичат от воден разтвор, който бавно се изпарява, докато йони се групират и образуват солни кристали.

Водни потоци могат да пренасят йони от скали до други региони, където в крайна сметка те се изпаряват и оставят следа от кристали; както се случва например в солените езера.

горене

Там, където има огън, има бурно и силно екзотермично окисляване. При осветяване на главата на кибрит, той изгаря с кислорода във въздуха, за да произведе оксиди, което се доказва не само от топлината, но и от промяната на цвета в мача от червено към черно.

Следователно пожарът е химическо явление, което включва образуването на много оксиди; въпреки че ако се среща в гора, джунгла или планина, те ще се състоят почти изцяло от въглероден оксид, както и от азотни оксиди и сяра.

Киселинен дъжд

Киселинният дъжд е химическо явление, което включва хидратацията на различни газообразни оксиди (NO _x, SO ₃, ClO ₂, CO ₂). Когато тези газообразни оксиди взаимодействат с капчиците вода в облаците, те се трансформират в съответните им оксокиселини (HNO ₃, H ₂ SO ₄, HClO ₃, H ₂ CO ₃), които в крайна сметка се изхвърлят при дъжд.

Киселинните дъждове се характеризират с високото си съдържание на HNO ₃ и H ₂ SO ₄, като влияят върху водните екосистеми, културите, подкисляват речната вода и влошават мраморни статуи.

Производство и влошаване на озон

Озонът в стратосферата се получава, когато кислородът реагира с ултравиолетово лъчение от слънцето; и естественото му унищожаване, макар и по различен механизъм, регенерира отново кислорода.

Има обаче химически видове, които поради ултравиолетовото лъчение се разлагат на свободни радикали, които унищожават озона, инхибирайки неговото защитно действие.

ферментация

Ферментацията е пример за химическо явление, тъй като микроорганизмите катализират реакциите върху органичен субстрат, който обикновено е храна, сок или напитка, за да генерират драстична промяна в органолептичните му свойства; особено когато става въпрос за аромат, както при бирата и виното.

готвач

Готвенето извършва редица химични явления, така че от съставките да може да се направи закуска, обяд или вечеря. Източник: Milly Eaton чрез Pexels.

Може да се напише книга за всички химични явления, които се случват, докато готвим. Като начало употребата на огъня вече предполага денатурация на протеините, които съставляват храната, дехидратацията им и разкъсването на определени връзки, за да се генерират продукти, които усилват техните вкусове и цветове.

Варенето на яйце, печенето на хляб или бисквитки, пърженето на пилешко или пържоли, приготвянето на кафе, загряването на тестени изделия, обличането на салата с оцет, ферментиращите ананаси, добавянето на лимон към рибата за неутрализиране на летливите им амини и т.н., по същество са примери за химични явления.

Карамелизиране и реакция на Майлард

Реакцията на карамелизиране на захарта се използва при приготвянето на карамела със сирене. Източник: Guillermo Amador (flickr.com)

Друго специфично химическо явление, което се среща често в кухнята, е карамелизирането. Това се състои в частично изгаряне на захарен разтвор, докато стане златист или кафяв; тоест спира само когато карамелът е готов.

Захарите започват да се дехидратират от действието на топлината, за да създадат сборник от молекули; някои малки (фуранон и малтол), благодарение на които карамелът има своята характерна миризма; други полимерни (карамелина и карамелано), отговорни за карамелните цветове.

Когато захарите се придружават в допълнение към протеините, възниква реакцията на Maillard, където сега захарите реагират със своите амино групи.

Отново е типично да наблюдаваме химическото явление, участващо в подобна реакция при печенето на бисквитки или торти, при приготвянето на бири, в пърженето на бекон, в покафеняването на месото, в печеното пиле, в препичането на пиле зърнени храни и др.

биолуминесценция

Бреговата ивица на плаж свети през нощта благодарение на биолуминесценцията на водораслите динофлагелат. Източник: Джед от Сан Диего, Калифорнийска република

И накрая, и не по-малко важно или любопитно, имаме биолуминесценция, при която организмите или съществата са способни да генерират, чрез действието на ензима луцифераза върху протеина луциферин, своята собствена светлина. Ясен пример се вижда в светулките и жълтите им мига през цялата нощ.

Препратки

1. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.
2. Шивър и Аткинс. (2008 г.). Неорганична химия. (Четвърто издание). Mc Graw Hill.
3. Elsevier. (2019). Химични явления. Възстановено от: sciencedirect.com
4. Хелменстин, Ан Мари, доктор на науките (16 октомври 2019 г.). Примери за химични реакции в ежедневието. Възстановено от: thinkco.com
5. Wikipedia. (2019). Химическа реакция. Възстановено от: en.wikipedia.org
6. Университет Райс. (2019). Класифициране на химичните реакции. Възстановено от: openstax.org
7. Институтът по биомикрия. (27 януари 2017 г.). Химия на природата. Възстановено от: asknature.org
8. Ашли Хамер. (14 май 2018 г.). 10 начина да си хакнете готвенето с химия. Възстановена от: curiosity.com
9. Сложна лихва. (2018). Химия на храната - реакцията на билярд. Възстановена от: съединение.com
10. Ашиш. (25 март 2018 г.). Защо захарта става кафява, когато се разтопи? Възстановено от: scienceabc.com