categorie: Chemie gepubliceerd: September 24, 2013
er is geen echt verschil tussen een chemisch proces en een fysisch proces in de chemie. Sommige scheikundeleraren willen een chemisch proces definiëren als elk proces dat een chemische reactie impliceert en alle andere processen als fysische processen. Volgens zulke leraren zijn dingen als het verbranden van brandstoffen chemische processen en dingen als het oplossen van zout in water of het invriezen van water in ijs zijn fysieke processen. Maar dit onderscheid is echt willekeurig en niet-fundamenteel. Hoewel dergelijke leraren een dergelijk onderscheid kunnen maken met de goede bedoeling om hun leerlingen les te geven, zijn ze echt het opzetten van de studenten om te worden verward op de lange termijn.
alle processen waarbij de interactie van atomen plaatsvindt, zijn chemisch. Het oplossen van zout in water is een chemische reactie. Je begint met twee verschillende reagentia (zout en water), laat de atomen op nieuwe manieren aan elkaar binden (elk zout ion wordt gebonden aan een menigte van watermoleculen), en een nieuwe chemische stof wordt gevormd (zout water). Typisch voor alle chemische reacties, warmte wordt uitgewisseld met de omgeving als onderdeel van het proces. Het oplossen van zout in water is misschien niet zo glamoureus als het exploderen van een ballon gevuld met waterstof, maar het is nog steeds een chemische reactie.
even eenvoudige processen als faseveranderingen (vast naar vloeibaar, vloeibaar naar gas, enz.) zijn echt chemisch van aard. In het proces van invriezen tot ijs, beginnen de moleculen in vloeibaar water in één configuratie, vormen bindingen terwijl ze de nieuwe configuratie aannemen, en geven energie vrij tijdens het proces. Sommige leraren houden er niet van om faseveranderingen als chemische reacties te behandelen omdat de chemische basisvergelijkingen niet erg nuttig zijn bij het lesgeven aan studenten. Bijvoorbeeld, de basis chemische vergelijking voor water bevriezen tot ijs is: H20 → H20. Deze vergelijking is misleidend. Het lijkt erop dat er helemaal niets gebeurt. Om deze reden kunnen sommigen denken dat faseveranderingen niet echt tellen. Maar een meer gedetailleerde chemische vergelijking is meer verhelderend: H20(vloeibaar) – warmte → H20 (vast) . In die pijl zit de vorming van stabiele waterstofbindingen tussen watermoleculen na het verwijderen van energie (energie komt altijd vrij wanneer chemische bindingen worden gevormd). De vorming van bindingen is het belangrijkste kenmerk van chemische reacties.
in feite is zowat elke dagelijkse ervaring die we kennen fundamenteel chemisch van aard. Schoppen een voetbal, schakelen op een fiets, zingen, en het schrijven van woorden op papier worden allemaal beschreven op het fundamentele niveau als de interactie van atomen. Op het fundamentele niveau zijn de enige processen die niet chemisch van aard zijn gravitatieprocessen en nucleaire/subatomaire-deeltjesprocessen.
bovendien is de term “fysisch proces” zo vaag dat het nutteloos is. Elk waarneembaar proces in het universum is fysiek. De enige dingen in het universum die niet fysiek zijn, zijn abstracte concepten zoals liefde en geloof. Alle chemische processen zijn fysisch, net als alle Biologische, Geologische, astronomische, gravitationele, subatomaire en nucleaire processen. Het boek “Misconceptions in Chemistry” van Hans-Dieter Barke stelt:
het is traditioneel in scheikundelessen om chemische reacties van fysische processen te scheiden. De vorming van metaalsulfiden uit zijn elementen door het vrijgeven van energie wordt in elk geval beschreven als een chemische reactie. Daarentegen wordt het oplossen van stoffen in water vaak beschouwd als een “fysisch proces” omdat materie “feitelijk niet verandert”, de opgeloste stof in zijn oorspronkelijke vorm kan worden herwonnen door middel van “fysische” scheidingsprocedures. Als men natriumhydroxide neemt en het oplost in een beetje water, verschijnt er een kleurloze oplossing en geeft warmte af; de oplossing geleidt elektriciteit en produceert een hoge pH-waarde. Kritische studenten beschouwen deze oplossing als een nieuw materiaal en de warmteproductie vertoont een exotherme reactie. Uit dit voorbeeld blijkt dat het geen zin heeft om de transformatie van materie te scheiden in “chemische” en “fysische” processen . Als we dit routinematig blijven doen in de zin van “We hebben het altijd zo gedaan”, zouden automatisch school-gemaakte misvattingen ontstaan op basis van onderwijstradities op school.
onderwerpen: chemisch proces, chemische reactie, fase, faseverandering, faseovergang, fysisch proces