物理的な変更は、変更がその性質を変更することなく、当分野で観測されるものであり、つまり、切断や化学結合の形成はありません。したがって、物質Aを想定すると、物理的変化の前後で同じ化学的特性を持つ必要があります。
物理的な変更がなければ、特定のオブジェクトが取得できるさまざまなフォームは存在しません。世界は静的で標準化された場所になるでしょう。それらが発生するためには、熱、放射、または圧力のいずれかのモードで、物質に対するエネルギーの作用が必要です。自分の手で機械的に加えることができる圧力。
大工ショップ。出典:Pixabay
たとえば、大工のワークショップでは、木材が受ける物理的な変化を観察できます。のこぎり、ブラシ、ガウジと穴、釘などは、ブロックから、そして建具技術によって木材を芸術作品に変えることができるようにするために不可欠な要素です。家具、格子、彫刻が施された箱のようなものです。
木材をサブスタンスAと見なした場合、家具の仕上げ後(その表面に化学処理が施されていても)本質的に化学変換は行われません。この家具をおがくずの一握りに粉砕すると、木材の分子は変化しません。
実際には、木が切り取られた木のセルロース分子は、このプロセス全体でその構造を変更しません。
家具が燃えていた場合、その分子は空気中の酸素と反応し、炭素と水に分解されます。この状況では、燃焼後の残留物の特性が家具の特性とは異なるため、化学変化が起こります。
化学変化の種類とその特徴
不可逆
前の例の木材は、サイズが物理的に変化する可能性があります。ラミネート加工、カット、エッジ加工などが可能ですが、体積が増えることはありません。この意味で、木材はその面積を増やすことができますが、体積を増やすことはできません。逆に、ワークショップで作業する場合は、常に削減されます。
木は伸縮性のない素材なので、一度切ると元の形に戻せません。言い換えれば、それは不可逆的な物理的変化を受けます。
この種の変化では、問題は反応を起こしませんが、初期状態に戻ることはできません。
もう1つのよりカラフルな例は、黄色と青みがかった粘土で遊ぶことです。それらを混練すると、ボールの形をした後、色が緑色に変わります。元の形状に戻すための型があったとしても、緑色の棒が2つあります。青と黄色は分離できなくなりました。
これら2つの例に加えて、泡を吹くことも考えられます。それらが吹かれるほど、それらのボリュームは増加します。しかし、いったん解放されると、空気を抜いてサイズを小さくすることはできません。
可逆
それらを適切に説明することに重点は置かれていませんが、物質の状態のすべての変化は、可逆的な物理的変化です。それらは、圧力と温度、および粒子をまとめて保持する力に依存します。
たとえば、クーラー内のアイスキューブは、冷凍庫の外に放置すると溶ける可能性があります。しばらくすると、小区画の氷が液体の水に置き換わります。この同じクーラーを冷凍庫に戻すと、液体の水は氷結して再び氷になるまで温度が下がります。
水による熱の吸収と放出が発生するため、この現象は可逆的です。これは、液体の水や氷がどこに保管されていても当てはまります。
可逆的および不可逆的な物理的変化の主な特徴と違いは、前者では物質(水)自体が考慮されることです。一方、2番目の段階では、材料の物理的な外観が考慮されます(セルロースやその他のポリマーではなく、木材)。ただし、どちらの場合も、化学的性質は一定のままです。
場合によっては、これらのタイプの違いが明確ではなく、そのような場合は、物理的な変化を分類せずに、それらを1つとして扱うのが便利です。
身体的変化の例
台所に
キッチンの中では、数え切れないほどの身体の変化が起こります。サラダを作ることはそれらで飽和しています。トマトと野菜は自由にみじん切りにされ、元の形を不可逆的に変更します。このサラダにパンを追加する場合は、カントリーパンの塊からスライスまたは小片に切り、バターで広げます。
パンとバターの油注ぎは、味が変わるため物理的な変化ですが、分子的には変化しません。他のパンをトーストすると、より強烈な力強さ、風味、色が得られます。今回は、このトーストが冷たいかどうかは関係ないため、化学変化があったと言われています。最初の特性を回復することは決してありません。
ブレンダーで均質化された食品も、物理的な変化の例です。
甘い面では、チョコレートが溶けると、固体状態から液体状態になることが観察されます。熱を使用しないシロップやお菓子の準備も、この種の問題の変化に入ります。
膨脹可能な城
早い時間の遊び場では、いくつかのキャンバスが床に観察され、不活性です。数時間後、これらは子供たちが中に飛び込む多くの色の城のように課されます。
この急激な体積変化は、内部に吹き込まれる大量の空気によるものです。公園が閉鎖されると、城は空気を抜いて保存されます。したがって、それは可逆的な物理的変化です。
ガラス工芸
ガラス工芸品。出典:Pixabay
高温のガラスは溶融し、自由に変形して任意のデザインにすることができます。たとえば、上の画像では、ガラスの馬がどのように成形されているかを確認できます。ガラスペーストが冷めると固まり、オーナメントが完成します。
このプロセスは、温度を再度適用することにより、新しい形状を与えることができるため、可逆的です。多くのガラスの装飾品は、吹きガラスとして知られているこの技法によって作成されます。
ダイヤモンドカットとミネラルファセッティング
ダイヤモンドをカットします。出典:RomanKöhler、Wikimedia Commonsからダイヤモンドをカットするとき、光を反射する表面を増やすために、ダイヤモンドは一定の物理的変化を受けます。このプロセスは不可逆的であり、ラフダイヤモンドに追加の法外な経済的価値を与えます。
また、自然界では、鉱物がどのように結晶構造を取り込んでいるかを見ることができます。つまり、彼らは何年にもわたってファセットを作りました。
これは、結晶を構成するイオンの再配列の物理的変化積で構成されます。たとえば、山を登る場合、他の水晶よりもファセットの多い水晶石を見つけることができます。
解散
塩や砂糖などの水に可溶な固体を溶解すると、それぞれ塩味や甘味のある溶液が得られます。どちらの固体も水中で「消失」し、後者は味や導電率が変化しますが、溶質と溶媒の間で反応は起こりません。
塩は、(通常、塩化ナトリウム)、ナトリウムから成る+およびCl -イオン。水中では、これらのイオンは水分子によって溶媒和されます。しかし、イオンは還元も酸化も受けません。
同じことが糖中のスクロースとフルクトースの分子にも当てはまり、水と相互作用しても化学結合を破壊しません。
結晶
ここで、結晶化という用語は、液体媒体中での固体のゆっくりとした形成を指します。砂糖の例に戻ると、飽和溶液が沸騰するまで加熱され、その後静置されると、スクロースとフルクトースの分子は、適切に分別されて大きな結晶を形成するのに十分な時間が与えられます。
このプロセスは、熱が再び供給されると元に戻ります。実際、結晶化した物質を培地中に存在する不純物から精製するために広く使用されている技術です。
ネオンライト
ネオン。出典:Pexels
ネオンライトでは、ガス(二酸化炭素、ネオン、その他の希ガスを含む)が放電によって加熱されます。ガス分子は励起され、電流が低圧でガスを通過するときに放射線を吸収および放出する電子遷移を起こします。
ガスはイオン化しますが、反応は可逆的であり、実際には生成物を形成することなく初期状態に戻ります。ネオンライトは専ら赤色ですが、一般的な文化では、このガスは、色や強度に関係なく、この方法で生成されるすべてのライトに対して誤って指定されています。
りん光
蓄光飾り。出典:LưuLy、ウィキメディアコモンズよりこの時点で、リン光が物理的変化と化学的変化のどちらに関連しているかの間で議論が生じる可能性があります。
ここでは、紫外線などの高エネルギー放射線の吸収後、光の放出が遅くなります。色は、オーナメントを構成する分子内の電子遷移によって引き起こされるこの発光の産物です(上の画像)。
一方で、光は分子と化学的に相互作用し、その電子を励起します。一方、暗闇の中で光が放射されると、分子は結合の切断を示さなくなります。これは、すべての物理的相互作用で予想されることです。
次に、装飾が太陽光に置かれると紫外線を再吸収し、それが暗闇の中でゆっくりと少ないエネルギーで放出されるため、可逆的な物理化学的変化について説明します。
参考文献
- ヘルメンスティン、アンマリー、Ph.D。(2018年12月31日)。身体的変化の例。から回復:thoughtco.com
- ロバーツ、カリア。(2018年5月11日)。10種類の物理的変化。サイエンス。回収元:sciencing.com
- ウィキペディア。(2017)。物理的な変化。から回復:en.wikipedia.org
- クラカマスコミュニティカレッジ。(2002)。化学的変化と物理的変化の区別。リカバリー元:dl.clackamas.edu
- ウィッテン、デイビス、ペック、スタンリー。化学。(第8版)。CENGAGEラーニング。
- Surbhi S.(2016年10月7日)による。物理的変化と化学的変化の違い。リカバリ元:keydifferences.com