Categoria: Chimica Pubblicato: Settembre 24, 2013
Non vi è alcuna reale differenza tra un processo chimico e un processo fisico in chimica. Alcuni insegnanti di chimica come definire un processo chimico come qualsiasi processo che coinvolge una reazione chimica e tutti gli altri processi come processi fisici. Secondo tali insegnanti, cose come bruciare i combustibili sono processi chimici e cose come sciogliere il sale nell’acqua o congelare l’acqua nel ghiaccio sono processi fisici. Ma questa distinzione è davvero arbitraria e non fondamentale. Mentre tali insegnanti possono fare una tale distinzione con la buona intenzione di insegnare ai loro studenti, stanno davvero creando gli studenti per essere confusi a lungo termine.
Tutti i processi che coinvolgono l’interazione degli atomi sono chimici. Sciogliere il sale in acqua è una reazione chimica. Si inizia con due reagenti distinti (sale e acqua), si ottengono gli atomi per legarsi l’uno all’altro in modi nuovi (ogni salt sale si lega a una folla di molecole d’acqua) e si forma una nuova sostanza chimica (acqua salata). Tipico di tutte le reazioni chimiche, il calore viene scambiato con l’ambiente come parte del processo. Sciogliere il sale in acqua potrebbe non essere così affascinante come esplodere un palloncino pieno di idrogeno, ma è ancora una reazione chimica.
Anche processi semplici come cambiamenti di fase (da solido a liquido, da liquido a gas, ecc.) sono davvero di natura chimica. Nel processo di congelamento al ghiaccio, le molecole in acqua liquida iniziano in una configurazione, formano legami mentre assumono la nuova configurazione e rilasciano energia nel processo. Alcuni insegnanti non amano trattare i cambiamenti di fase come reazioni chimiche perché le equazioni chimiche di base non sono molto utili nell’insegnamento agli studenti. Ad esempio, l’equazione chimica di base per il congelamento dell’acqua al ghiaccio è: H20 → H20. Questa equazione è fuorviante. Sembra implicare nulla sta accadendo a tutti. Per questo motivo, alcuni potrebbero pensare che i cambiamenti di fase non contano davvero. Ma un’equazione chimica più dettagliata è più illuminante: H20(liquido) – calore → H20 (solido) . Contenuta in quella freccia è la formazione di legami idrogeno stabili tra le molecole d’acqua dopo la rimozione di energia (l’energia viene sempre rilasciata quando si formano legami chimici). La formazione di legami è la caratteristica chiave delle reazioni chimiche.
In effetti, quasi ogni esperienza quotidiana che abbiamo familiarità con è fondamentalmente di natura chimica. Calciare un pallone da calcio, cambiare marcia su una bicicletta, cantare e scrivere parole su carta sono tutti descritti a livello fondamentale come l’interazione degli atomi. A livello fondamentale, gli unici processi che non sono di natura chimica sono i processi gravitazionali e i processi di particelle nucleari/subatomiche.
Inoltre, il termine “processo fisico” è così vago da essere inutile. Ogni processo osservabile nell’universo è fisico. Le uniche cose nell’universo che non sono fisiche sono concetti astratti come l’amore e la fede. Tutti i processi chimici sono fisici, così come tutti i processi biologici, geologici, astronomici, gravitazionali, subatomici e nucleari. Il libro “Idee sbagliate in chimica” di Hans-Dieter Barke afferma:
Nelle lezioni di chimica è tradizionale separare le reazioni chimiche dai processi fisici. La formazione di solfuri metallici dai suoi elementi rilasciando energia è descritta in ogni caso come una reazione chimica. Al contrario, la dissoluzione delle sostanze nell’acqua è spesso considerata come un “processo fisico” perché la materia “non cambia effettivamente”, la sostanza disciolta può essere riacquistata nella sua forma originale attraverso procedure di separazione “fisiche”. Se si prende idrossido di sodio e lo si scioglie in poca acqua, appare una soluzione incolore e rilascia calore; la soluzione conduce elettricità e produce un alto valore di pH. Gli studenti critici considerano questa soluzione come un nuovo materiale e la produzione di calore mostra una reazione esotermica. Da questo esempio si può vedere che non ha alcun senso separare la trasformazione della materia in processi “chimici” e “fisici”. Se continuiamo regolarmente a farlo nel senso di” l’abbiamo sempre fatto in questo modo”, sorgerebbero idee sbagliate automatiche fatte dalla scuola basate sulle tradizioni di insegnamento a scuola.
Argomenti: processo chimico, reazione chimica, fase, cambiamento di fase, transizione di fase, processo fisico