Что такое признаки химических реакций
Урок 10. Признаки химических реакций
В уроке 10 «Признаки химических реакций» из курса «Химия для чайников» рассмотрим, что из себя представляют физические и химические явления; выясним, что такое химическая реакция, а также признаки и условия протекания химических реакций.
Давайте внимательно посмотрим вокруг себя. Мы уже знаем, что весь окружающий нас мир состоит из различных веществ: органических и неорганических, простых и сложных, твердых, жидких и газообразных. Остаются ли эти вещества в природе неизменными? Нет, в природе происходят различные изменения, которые называются явлениями. В зависимости от того, какие изменения происходят с веществами, различают явления физические и химические. Эти два рода явлений можно отличить друг от друга.
Физические явления
Нальем воду в колбу и нагреем ее до кипения. Каждый из вас знает, что при кипении вода превращается в пар, т. е. переходит в другое агрегатное состояние. Однако несложно доказать, что вода и пар — это одно и то же вещество. Подумайте, как это можно сделать.
Нагреем тонкую стеклянную трубку в пламени спиртовки. Стекло станет мягким, и мы легко изменим форму трубки, но стекло как вещество остается тем же.
Эти явления физические. При физических явлениях не происходит образования новых веществ. Изменяется только агрегатное состояние веществ, их форма, а состав веществ остается прежним (рис. 48).
Например, вода — это вещество, которое в природе образует не только реки, моря, но и ледники, и облака. Ледники тают, облака роняют капли воды, вода испаряется, т. е. происходит изменение ее агрегатного состояния, но состав молекул остается неизменным.
Сгибание проволоки, дробление соли, плавление металлов (рис. 49), образование мраморной крошки, перемалывание зерна в муку, превращение воды в пар при кипячении — все это физические явления. Они осуществляются в результате деятельности человека. У веществ при этом изменяется только форма или агрегатное состояние.
Физическими называются явления, при которых изменяется только форма или агрегатное состояние веществ.
Химические явления (реакции)
Всегда ли вещества остаются неизменными? Нагреем красную медную проволоку в пламени спиртовки. Проволока покрывается черным налетом, который можно легко соскоблить ножом в виде черного порошка. Это уже новое вещество, в которое превратилась медь. Оно отличается от меди по цвету и плотности. В этом опыте мы наблюдаем химическое явление, которое происходит благодаря химической реакции.
Химические реакции — это явления, при которых происходит превращение одних веществ в другие.
Природа — это огромная лаборатория, в которой непрерывно происходит образование новых веществ. Горные породы и минералы под воздействием солнца, воды, углекислого газа и других веществ постепенно разрушаются и превращаются в новые вещества. В зеленых растениях из углекислого газа и воды образуются глюкоза и крахмал.
Человек превращает взятые из природы вещества (природный газ, нефть, руды) в необходимые ему бензин, резину, пластмассы, волокна, металлы. Часто в результате множества превращений получаются новые вещества, которых нет в природе. При всех этих явлениях происходит разрушение исходных веществ и образование новых веществ.
Например, в результате сгорания магния образуется новое вещество MgO (рис. 50). При сгорании метана получаются два вещества: углекислый газ CO2 и вода H2O. Из одного сложного вещества HgO в результате его разложения образуются два новых — ртуть Hg и кислород O2 (рис. 51).
Ржавление железа (рис. 52), кипячение воды, горение лучины, распространение запаха — какие из этих явлений можно отнести к химическим реакциям? По каким признакам можно судить, что химическая реакция произошла?
Признаки химических реакций
Проведем несколько химических реакций. Нагреем в пробирке зеленый порошок малахита (рис. 53) — минерала, в состав которого входят атомы меди, углерода, водорода и кислорода. Порошок малахита начинает «кипеть» из-за выделяющегося газа. Поднесем к отверстию пробирки спичку, она гаснет — это выделяющийся углекислый газ препятствует ее горению. На стенках пробирки заметны капельки воды, на дне остается черный порошок соединения меди (CuO). Наблюдения доказывают, что образуются новые вещества с другими свойствами. Прекратим нагревание. Сразу прекращается выделение углекислого газа — реакция больше не протекает.
Существуют и другие признаки химических реакций. Например, при горении магния излучается яркий свет и выделяется много теплоты (см. рис. 50).
На заметку: Раньше вспышка магния использовалась для освещения объекта во время фотографирования.
При сливании некоторых растворов наблюдается выпадение осадка (рис. 54). Некоторые осадки можно растворить при помощи других веществ. Например, при сливании растворов соды и известковой воды образуется белый осадок, который легко растворяется в уксусе.
При сгорании спички ощущается резкий запах. Какие еще признаки химических реакций наблюдаются при горении спички?
Изменения, происходящие с веществами, свидетельствуют о протекании химических реакций и являются признаками химических реакций.
Признаки химических реакций:
• Выделение газа.
• Образование или исчезновение осадка.
• Изменение цвета.
• Появление запаха.
• Излучение света.
• Выделение или поглощение теплоты.
Большинство веществ не могут взаимодействовать друг с другом самопроизвольно. Для протекания многих химических реакций необходимо создавать определенные условия.
Условия протекания химических реакций
Необходимое и главное условие для протекания большинства реакций между различными веществами — это их соприкосновение. Для обеспечения лучшего контакта вещества измельчают, переводят в газообразное состояние. Многие вещества лучше реагируют друг с другом, если они растворены в воде.
Во многих случаях этого недостаточно, поэтому реагирующие вещества нагревают. Деревянная лучинка, смесь железа и серы, медь могут долгое время сохраняться при комнатной температуре, реакции начинаются только при их нагревании.
Мало знать, как начать химическую реакцию, надо еще знать, при каких условиях она будет протекать дальше. Почему необходимо все время нагревать сахар, чтобы добиться его полного сгорания, а деревянную лучинку зажигают один раз и она продолжает гореть?
Если при образовании новых веществ выделяется много теплоты, то ее бывает достаточно, чтобы нагревались новые порции вещества и реакция продолжалась. Во многих случаях реакции, начавшись, продолжаются за счет теплоты, выделяемой в этих реакциях, не требуя дополнительной энергии. Примером является горение угля. Другие реакции, например разложение сахара, требуют постоянной затраты энергии на ее продолжение.
В некоторых случаях для начала химического процесса необходимо освещение. Одной из таких реакций, требующих постоянного освещения, является известная вам реакция фотосинтеза.
Таким образом, окружающий нас мир состоит из множества веществ, которые вступают в различные химические реакции. Изучая химические реакции, человек познает сущность процессов, протекающих в живой и неживой природе. Полученные знания помогают более эффективно использовать вещества для получения больших урожаев, выращивания животных, борьбы с различными болезнями. Человечество учится бережно и грамотно относиться к окружающему нас миру.
Краткие выводы урока:
Надеюсь урок 10 «Признаки химических реакций» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.
Что такое признаки химических реакций
Химическая реакция — это превращение одних веществ (реагентов) в другие, отличающиеся по химическому составу или строению (продукты реакции).
ПРИЗНАКИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
Химическое превращение от физического всегда можно отличить по наличию одного или нескольких признаков:
· образование слабодиссоциированных веществ (например, воды);
· выделение энергии (тепловой или световой).
ТИПЫ КЛАССИФИКАЦИЙ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
Существует несколько подходов к классификации химических реакций, основные из них представлены на схеме ниже.
Рассмотрим их подробнее.
КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ЧИСЛУ И СОСТАВУ РЕАГИРУЮЩИХ И ОБРАЗУЮЩИХСЯ ВЕЩЕСТВ
Первая реакция является реакцией соединения (иногда говорят присоединения), поскольку из двух веществ получается одно. Во второй реакции, наоборот, из одного вещества получается два и это реакция разложения.
В реакциях замещения простое вещество замещает один из элементов в сложном веществе, в результате чего получается новое просто вещество и новое сложное вещество. Например:
В реакциях обмена два сложных вещества обмениваются своими составными частями и образуется два новых сложных вещества:
КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ИЗМЕНЕНИЮ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ
Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) — реакции, протекающие с изменением степеней окисления элемента(ов).
В любой окислительно-восстановительной реакции (ОВР) всегда должен быть как минимум один элемент, повышающий степень окисления ( восстановитель ), и другой — понижающий степень окисления ( окислитель ).
Если же эти элементы входят в состав одной молекулы, такие реакции называются внутримолекулярными ОВР.
6 KOH (конц.) + 3 Cl 2 = KClO 3 + 5 KCl + 3 H 2 O
Cl 0 2 + 1 ⋅ 2 e ¯→ 2 Cl − | 5 окислитель, процесс восстановление
Cl 0 2 − 5 ⋅ 2 e ¯→ 2 Cl +5 | 1 восстановитель, процесс окисление
В этой реакции хлор простое вещество одновременно и окислился (до KClO 3 ) и восстановился (до KCl ). Такие реакции называются реакциями диспропорционирования.
S +4 + 4 e ¯→ S 0 | 1 окислитель, процесс восстановление
S −2 − 2 e ¯→ S 0 | 2 восстановитель, процесс окисление
КЛАССИФИКАЦИЯ ПО ТЕПЛОВОМУ ЭФФЕКТУ
Тепловой эффект реакции — ΔH — теплота, поглощаемая или выделяемая системой в ходе химической реакции.
2. Е реагентов В этом случае для протекания реакции необходима дополнительная энергия, которая может быть получена извне в виде дополнительного нагревания, УФ-облучения или в других формах. При этом температура реагирующей системы должна понижаться за счет поглощения энергии.
Экзотермические реакции — реакции, протекающие с выделением тепла (+Q)
Самые типичные экзотермические реакции — это реакции горения. Иногда энергетический «выигрыш» настолько велик, что происходит выделение и тепловой и световой энергии, что чаще всего принято называть взрывом. Например, горение метана в атмосфере воздуха.
В случае, если на образование новых химических связей требуется энергия большая, чем выделилась при разрыве старых связей, то системе требуется дополнительная подача тепла.
Эндотермические реакции — реакции, протекающие с поглощением тепла (-Q)
Термохимические уравнения — уравнения химических реакций с указанием теплового эффекта реакции.
Подробнее термохимические уравнения будут рассмотрены в соответствующем разделе.
КЛАССИФИКАЦИЯ ПО АГРЕГАТНОМУ СОСТОЯНИЮ РЕАГЕНТОВ
Напомним, что существует четыре агрегатных состояния вещества: газ, жидкость, твердое и плазма (последнее встречается крайне редко).
Граница раздела фаз присутствует в системе, образованной, например, жидкостью и твердым телом (металл и кислота), твердым телом и газом (гетерогенный катализ), двумя несмешивающимися жидкостями (масло и вода). Чаще всего химические реакции являются гетерогенными.
Агрегатное состояние вещества обычно обозначается буквами русского алфавита нижним индексом в скобках : (г) — газ, (ж) — жидкость, (т) — твердое.
КЛАССИФИКАЦИЯ ПО НАЛИЧИЮ КАТАЛИЗАТОРА
Катализатор — вещество, которое ускоряет скорость химической реакции, но само при этом не расходуется.
Ингибитор — вещество, замедляющее или предотвращающее протекание химической реакции.
Следует понимать, что катализатор участвует в реакции и претерпевает ряд изменений (каталитический цикл), превращается в промежуточные соединения, которые разрушаются к концу каталитического цикла, превращаясь в исходный катализатор. Поэтому иногда в учебниках встречается формулировка: «катализатор в реакции не расходуется».
Ингибиторы используются в быту и в промышленности для подавления протекания нежелательных процессов: старения полимеров, окисления топлива и смазочных масел, пищевых жиров и др. Например, ортофосфорная кислота замедляет процессы окисления железа (коррозию), поэтому ее используют для предотвращения ржавления. Часто ингибиторы используются в медицине, в лекарственных препаратах, например ингибиторы образования ферментов и др.
КЛАССИФИКАЦИЯ ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПРОТЕКАНИЯ РЕАКЦИИ
Реакции, которые при заданных условиях протекают как в прямом, так и в обратном направлении, называют обратимыми.
Обратимые реакции очень распространены в химии. К ним относятся диссоциация воды и слабых кислот, гидролиз некоторых солей, реакции водорода с бромом, иодом и азотом, многие промышленно важные реакции, такие как:
Признаки химических реакций
Урок 21. Химия. Вводный курс. 7 класс ФГОС
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Признаки химических реакций»
Химические реакции – это превращения одних веществ в другие, которые сопровождаются явлениями, называемыми признаками химических реакций.
Основными признаки химических реакций являются:
· выделение или поглощение теплоты;
· выпадение и растворение осадка.
Рассмотрим каждый из этих признаков.
Например, в стакане находится бесцветный раствор щёлочи. Обнаружить его можно с помощью веществ, которые называются индикаторами. Индикатор (от латинского indication) означает «указатель». Добавим в стакан со щёлочью спиртовой раствор фенолфталеина, который является в данном случае индикатором. При этом раствор становится малинового цвета, значит, в стакане была щёлочь. Затем прильём к содержимому раствор кислоты. Постепенно малиновая окраска исчезает. В данном опыте мы наблюдали такой признак химической реакции, как изменение цвета.
Рассмотрим ещё один опыт, в ходе которого происходит изменение цвета раствора. В одном стакане у нас находится фиолетово-розовый раствор, который представляет собой раствор перманганата калия в щелочной среде, а во втором стакане – оранжевый раствор, который представляет собой подкисленный раствор дихромата калия. Добавляем в каждый стакан бесцветный раствор сульфита натрия. В первом стакане раствор становится зелёного цвета, во втором – также приобретает зелёную окраску.
В стакан с водой добавим несколько кристалликов перманганата калия, а затем сюда же поместим таблетку аскорбиновой кислоты. Перемешаем всё. Раствор становится бесцветным. Во всех этих опытах мы наблюдали изменение цвета.
В газовых зажигалках можно увидеть бесцветную жидкость, которая является смесью двух газов: пропана и бутана. Здесь они в жидком состоянии, потому что находятся под высоким давлением. Если нажать на кнопку зажигалки, послышится характерное шипение – это газы вырываются наружу. Происходит реакция горения пропана и бутана.
Таким образом, переход пропана и бутана в жидкое состояние – это физическое явление, а горение этих газов – химическое. В данном эксперименте мы наблюдали выделение света и тепла – это также признаки химических реакций.
Рассмотрим ещё один признак химической реакции – образование и растворение осадка. В два химических стакана, содержащих бесцветный раствор гидроксида натрия и желтоватый раствор жёлтой кровяной соли, добавим раствор хлорида железа. В первом стакане образуется осадок бурого цвета, а во втором – осадок синего цвета.
Если в первый стакан с бурым осадком добавить соляную кислоту, то осадок начинает растворяться.
Благодаря образованию нерастворимого вещества карбоната кальция в результате химических превращений в пещерах растут сталактиты и сталагмиты. Такие процессы длятся тысячелетиями.
Рассмотрим ещё один признак химической реакции – образование газа. В пробирку с кусочками мрамора добавим соляной кислоты. Происходит бурное выделение пузырьков газа.
Признаки химических реакций
Победитель конкурса «Электронный учебник на уроке».
7-й класс
Цель урока:
Задачи урока:
образовательные:
развивающие:
воспитательные:
Тип урока: урок изучения и первичного закрепления знаний.
Методы обучения: беседа, рассказ учителя, демонстрационный эксперимент, демонстрация видеофрагментов, использование ЭФУ.
Оборудование: ПК, медиапроектор, наборы для лабораторной работы, рабочая тетрадь.
Средства обучения: мультимедийная презентация.
Этапы урока
Ход урока
I. Организационный момент – 1 мин
В течение урока вам предстоит работать с электронными приложениями Я надеюсь, что урок будет интересным и полезным для вас.
Цель: создание положительного эмоционального настроя на усвоение учебного материала, формулирование целей и задач урока, ожидаемых результатов.
II. Проверка домашнего задания – 5 мин
– Ребята, какие явления могут встречаться в нашей жизни?
– Как вы считаете, какие из этих явлений должна изучать физика, а какие — химия?
– Сформулируйте определения физических и химических явлений.
– Химия – одна из наук, помогающая познать тайны природы. Но этому надо учиться. Одно из необходимых умений – это умение наблюдать явлений, отличать, определять принадлежность явления к определенной группе. На экране будут представлены картинки физических и химических явлений.
Физическое явление – это явление, при котором, изменяется агрегатное состояние вещества или форма образованного им тела, а само вещество остаётся без изменений.
Химическое явление – это явление, при котором одно вещество превращается в другое.
III. Мотивация к открытию новых знаний – 2 мин
— Скажите, теперь вы сможете отличить физическое явление от химической реакции?
– Достаточно ли ваших знаний для этого?
– Какой главный отличительный признак химической реакции?
– Ежеминутно в мире протекает миллионы химических реакций – в нашем желудке, когда мы едим, в выпекающемся пироге или в двигателе автомобиля. Но как определить происходит химическая реакция или нет?
При химических процессах происходит превращение одних веществ в другие, которые обладают новыми свойствами, которыми не обладали исходные вещества. Эти превращения сопровождаются яркими и наглядными изменениями. Эти наглядные изменения называются признаки.
– Что ещё вам необходимо знать о химических реакциях, чтобы безошибочно отличать их от физических явлений?
– Поэтому какую тему мы будем изучать сегодня на уроке?
– Должно быть что-то очень заметное
– Знать признаки химический явлений (реакций)
– Признаки химических реакций
Цель: подготовка к осознанному восприятию материала, стимулирование познавательного интереса.
IV. Актуализация субъектного опыта учащихся – 3 мин
“Химии никоим образом научиться невозможно, не видав самой практики и не принимаясь за химические операции”.
– Как вы понимаете эти слова?
– Что хотели бы узнать и чему научиться на уроке:
Главный признак химической реакции – это образование новых веществ с новыми свойствами. Вы знаете много веществ, но ваши знания будут неполными, если мы не изучим явления происходящие с ними. Вот по этому, сегодня на уроке вы должны провести различные реакции и выяснить их основные признаки.
– Для того чтобы проводить опыты, нужно знать какие вещества необходимо брать для реакции.
(учащиеся формируют цели урока)
Цель: активизация личного опыта каждого ученика и использование его в обучении, подготовка к восприятию нового материала, оценка учителем уровня подготовленности учащихся.
V. Открытие новых знаний, изучение нового материала (лабораторный эксперимент) – 12 мин
– В ходе исследования вы будете выступать в роли юных химиков – экспериментаторов. Нам предстоит работать с реактивами, в том числе с кислотами и щелочами. Вспомните правила ТБ, которые необходимо знать при работе с этими веществами.
– Анализируя лабораторный эксперимент, не забывайте записывать свои наблюдения в рабочую тетрадь и делать выводы. Пользоваться можно глазами, руками, памятью, эрудицией, правилами техники безопасности и реактивами.
– Какие опыты проводили и какие признаки наблюдали?
– Как вы думаете, какие условия необходимо выполнить, чтобы произошла химическая реакция?
(ребята перечисляют правила ТБ)
Условия протекания химических реакций: соприкосновение веществ, нагревание
Цель: формирование новых знаний о химических реакциях, признаках, условиях протекания реакции и классификации реакций по тепловому эффекту.
VI. Закрепление изученного – 5 мин
Используя электронные приложения, ребята закрепляют изученный материал.
– Прочитайте описание явлений и укажите, в какой части текста говориться о физическом явлении, а в какой о химической реакции. Назовите признаки химической реакции.
1) При горении свечи воск сначала плавится и смачивает фитиль, а потом сгорает, образуя углекислый газ и пары воды. Горение сопровождается образованием пламени.
2) В процессе выплавки чугуна из руды образуется металл. Горячий чугун разливают в формы, в которых он постепенно остывает и затвердевает.
3) Для приготовления лимонада в воду высыпают кристаллики лимонной кислоты. Они постепенно растворяются. Затем в воду с кислотой добавляют соду. В результате появляются пузырьки газа.
4) При нагревании воды она испаряется, а при действии на неё электрического тока, воды разлагается на два простых газообразных вещества: кислород и водород.
5) При длительном пережёвывании чёрного хлеба он измельчается. Потом вы почувствуете сладковатый вкус, так как хлеб начинает перевариваться под действием слюны.
6) Для приготовления теста сначала дрожжи растворяют в воде. Затем их добавляют к остальным компонентам теста. В результате появляются пузырьки газа, которые делают тесто воздушным.
– Итак, запишем в рабочую тетрадь признаки и условия протекания реакций
Плавление воска — физическое явление, т.к. меняется его агрегатное состояние, а горение — химическое, в тексте говорится об образовании двух новых веществ.
Превращение руды в чугун – процесс химический, а остывание и затвердевание чугуна — физический.
Растворение кристалликов лимонной кислоты – явление физическое, т.к. меняется размер частиц вещества. После добавления соды произошла химическая реакция – как появляются пузырьки какого-то нового вещества.
Испарение воды – физическое явление, так как меняется агрегатное состояние вещества, а разложение под действием тока — химическое, так как образовались новые вещества.
Измельчение хлеба — физическое явление. Переваривание под действием слюны — химическое.
1-2 минуты дети знакомятся с текстом и обсуждают его. Учитель направляет обсуждение ответов каждой группы остальными детьми.
VII. Применение изученного – 3 мин
– Молодцы, ребята! Вы на практике узнали о некоторых признаках химических реакций. Но. вся ли информация сейчас прозвучала? Как вы думаете?
– Совершенно верно! Мы ничего не сказали о том, где человек в своей повседневной жизни может встретиться с химическими реакциями и наблюдать за их признаками, какие химические реакции происходят в природе и какими признаками они сопровождаются. Можете привести примеры?
– Извержения вулканов. Огромное количество (выделение энергии в виде тепла и света)
– Летом листья на деревьях зелёные, а осенью жёлтые и красные
– Образование пещер, т.к. происходит взаимодействие таких минералов, как известняк, с водой и углекислым газом, что приводит к их растворению?
VIII. Контроль и самоконтроль – 5 мин
1. Установите соответствие
Явления: 1). Растворение соли в воде; 2). Плавление свинца; 3). Загнивание белка; 4). Почернение серебряной ложки.
Название явления: а). Физическое явление; б) Химическое явление.
(1а; 2а; 3б; 4б).
2. Укажите признаки следующих химических реакций
Название химической реакции.
Признак хим. реакции.
Цель: репродуктивное воссоздание изученного материала, систематизация и обобщение, выполнение заданий на изученную тему, первичная проверка усвоения и понимания материала.
IX. Домашнее задание – 1 мин
Приведите пословицы, где речь идёт о явлениях. Определите группу явлений: физические или химические
Цель: разъяснение, постановка домашнего задания.
X. Подведение итогов. Рефлексия – 2 мин
– В ходе урока вы попытались овладеть самым главным в процессе познания – умением находить истину с помощью доказательств, то есть проводить исследования. Многие учёные прошлых веков опирались в своих изысканиях лишь на интуицию и в результате нередко ошибались. Вы же с помощью опытов нашли свою истину.
Без химических реакций невозможна жизнь и все многообразие веществ. И задача человека, изучив этот мир, постараться использовать полученные знания во благо.
– Выразите свое мнение об уроке, выбрав смайлик.
– Что ещё вы хотели бы знать о химических реакциях?
– В заключение я хочу сказать, что химия – это удивительная наука, вы ее только начинаете познавать. Спасибо за сотрудничество.