Luokka: kemia julkaistu: syyskuu 24, 2013
kemiallisella prosessilla ja fysikaalisella prosessilla ei ole kemiassa todellista eroa. Jotkut kemian opettajat haluavat määritellä kemiallisen prosessin mikä tahansa prosessi, johon liittyy kemiallinen reaktio ja kaikki muut prosessit fysikaalisina prosesseina. Tällaisten opettajien mukaan esimerkiksi polttoaineiden polttaminen on kemiallisia prosesseja ja suolan liuottaminen veteen tai veden jäädyttäminen jääksi fysikaalisia prosesseja. Mutta tämä ero on todella mielivaltainen ja ei-perustavanlaatuinen. Vaikka tällaiset opettajat saattavat tehdä tällaisen eron opettaessaan oppilaitaan hyvällä aikomuksellaan, he todella asettavat oppilaat hämilleen pitkällä aikavälillä.
kaikki atomien vuorovaikutukseen liittyvät prosessit ovat kemiallisia. Suolan liuottaminen veteen on kemiallinen reaktio. Aloitat kahdella eri reagoivalla aineella (suola ja vesi), saat atomit sitoutumaan toisiinsa uusilla tavoilla (jokainen suola-ioni sitoutuu vesimolekyylien joukkoon) ja muodostuu uusi kemikaali (suolavesi). Kaikille kemiallisille reaktioille on tyypillistä, että lämpö vaihdetaan ympäristön kanssa osana prosessia. Suolan liuottaminen veteen ei ehkä ole yhtä hohdokasta kuin vedyllä täytetyn ilmapallon räjäyttäminen, mutta kyseessä on silti kemiallinen reaktio.
jopa niinkin yksinkertaiset prosessit kuin faasin muutokset (kiinteästä nesteeseen, nesteestä kaasuun jne.) ovat todella kemiallisia luonteeltaan. Jäätyessään jääksi nestemäisen veden molekyylit alkavat yhdessä konfiguraatiossa, muodostavat sidoksia ottaessaan uuden konfiguraation ja vapauttavat prosessissa energiaa. Osa opettajista ei pidä faasimuutosten käsittelemisestä kemiallisina reaktioina, koska peruskemikaaliyhtälöt eivät ole kovin hyödyllisiä oppilaiden opetuksessa. Esimerkiksi veden jäätymisen kemiallinen Perusyhtälö on: H20 → H20. Tämä yhtälö on harhaanjohtava. Näyttää siltä, että mitään ei tapahdu. Tästä syystä jotkut saattavat ajatella, että vaihemuutoksia ei oikeasti lasketa. Mutta tarkempi kemiallinen yhtälö on valaisevampi: H20(neste) – lämpö → H20(kiinteä) . Tähän nuoleen sisältyy stabiilien vetysidosten muodostuminen vesimolekyylien välille energian poistamisen jälkeen (energia vapautuu aina kemiallisten sidosten muodostuessa). Sidosten muodostuminen on kemiallisten reaktioiden keskeinen ominaisuus.
itse asiassa lähes jokainen meille tuttu jokapäiväinen kokemus on pohjimmiltaan kemiallinen. Jalkapallon potkiminen, vaihteiden vaihtaminen pyörällä, laulaminen ja sanojen kirjoittaminen paperille kuvataan kaikki perustasolla atomien vuorovaikutuksena. Perustasolla ainoat prosessit, jotka eivät ole luonteeltaan kemiallisia, ovat gravitaatioprosessit ja ydin-/subatomis-hiukkasprosessit.
lisäksi termi ”fysikaalinen prosessi” on niin epämääräinen, että se on hyödytön. Jokainen havaittavissa oleva prosessi maailmankaikkeudessa on fyysinen. Ainoat asiat maailmankaikkeudessa, jotka eivät ole fyysisiä, ovat abstrakteja käsitteitä, kuten rakkaus ja usko. Kaikki kemialliset prosessit ovat fysikaalisia, samoin kuin kaikki biologiset, Geologiset, tähtitieteelliset, gravitaatio -, subatomiset ja ydinprosessit. Hans-Dieter barken kirjassa ”väärinkäsityksiä kemiassa” todetaan:
kemian oppitunneilla on perinteisesti erotettu kemialliset reaktiot fysikaalisista prosesseista. Metallisulfidien muodostumista alkuaineistaan energiaa vapauttamalla kuvataan joka tapauksessa kemiallisena reaktiona. Sen sijaan aineiden veteen liukenemista pidetään usein ”fysikaalisena prosessina”, koska aine” ei itse asiassa muutu”, liuennut aine voidaan saada takaisin alkuperäiseen muotoonsa” fysikaalisten ” erotusmenetelmien avulla. Jos ottaa natriumhydroksidia ja liuottaa sitä vähän veteen, väritön liuos ilmestyy ja vapauttaa lämpöä; ratkaisu johtaa sähköä ja tuottaa korkean pH-arvon. Kriittiset opiskelijat pitävät tätä ratkaisua uutena materiaalina ja lämmön tuotannossa näkyy eksoterminen reaktio. Tästä esimerkistä voidaan nähdä, ettei ole mitään järkeä erottaa aineen muuntumista ”kemiallisiksi” ja ”fysikaalisiksi” prosesseiksi . Jos rutiininomaisesti jatkamme tätä ”olemme aina tehneet näin” – merkityksessä, syntyy automaattisia koulun tekemiä harhaluuloja, jotka perustuvat koulun opetusperinteisiin.
aiheet: kemiallinen prosessi, kemiallinen reaktio, faasi, faasimuutokset, faasitransitio, fysikaalinen prosessi