KEMISKE FÆNOMENER: EGENSKABER OG EKSEMPLER - KEMI - 2025

De kemiske fænomener er dem, der omfatter en række kemiske reaktioner, der forekommer i dagligdagen. Selv om det er sandt, at kemiske reaktioner kan studeres eller udføres i et laboratorium, kan kemiske fænomener ses overalt; udendørs, i skyerne, i vores kroppe eller i køkkenet selv.

Nogle eksempler på kemiske ændringer er brænde af træ, fordøje mad, koge et æg, ruste jern, bage en kage, rådne frugter, stege kød, eksplodere fyrværkeri og mere.

Cookie bagning er et af de utallige daglige kemiske fænomener, som alle kender til. Kilde: holmespj via Pixabay.

Det er let at genkende kemiske fænomener, selvom de ikke er isoleret, men i forbindelse med fysiske (eller biologiske) ændringer. Et kemisk fænomen siges at have forekommet, når der observeres en stigning i temperatur, frigivelse af gasser, pludselig belysning, dannelse af bundfald; eller ændringer i lugt, farve eller tekstur.

Imidlertid har alle kemiske fænomener fælles transformeringen i identiteten af ​​stof; brud på obligationer for at etablere nye, forsvinden af ​​reaktanter til at generere produkter.

Et "simpelt" kemisk fænomen kan omfatte eller duve et stort antal kemiske reaktioner, der overholder en eller flere mekanismer. Dette forekommer især, når vi laver mad, bager (småkager i det øverste billede) eller spiser, såvel som i interessante biokemiske processer såsom bioluminescens.

egenskaber

Hver separate kemiske reaktion har et sæt egenskaber, der giver dem mulighed for at blive genkendt eller klassificeret fra resten; være disse med dobbelt forskydning (metatese), præcipitation, neutralisering, tilsætning, isomerisering, oxidreduktion, hydrogenering, forbrænding, pyrolyse, forsæbning, polymerisation og mange andre.

Nogle af dem kan være reversible (produkterne genformerer reaktanterne) eller irreversible (der er kun produktdannelse). Nogle er også eksoterme, endoterme, langsomme eller hurtige (med eller uden katalysator).

Imidlertid er alle enige om en ændring i identiteten af ​​stof (atom, funktionel gruppe, molekyle osv.). Dette medfører en variation i en af ​​egenskaberne ved systemet, som er: farve, lugt, pH, temperatur, tryk, viskositet, masse, volumen, densitet, brydningsindeks, blandt andre.

Det er også ofte at observere bobling, udseendet af bundfald eller dobbeltfaser, blink eller eksplosioner. Et kemisk fænomen karakteriseres derefter ved at vise en kombination af sådanne ændringer og kan også bestå af en række reaktioner eller transformationer tæt knyttet til hinanden.

Derfor afhænger kemiske fænomener, afhængigt af det prisme, som det ses, hovedsageligt til alle naturlige eller hverdagslige processer, hvor det opfattes, at der var en eller flere samtidige kemiske reaktioner.

eksempler

Mineralisk krystallisation

Nogle mineraler krystalliserer på grund af fordampning af vand. Kilde: Pxhere.

Selvom ikke alle mineralkrystallisationsmekanismer strengt taget er kemiske fænomener, er de det, når de går ud fra en vandig opløsning, der langsomt fordamper, mens ionerne grupperes og danner saltkrystaller.

Vandstrømme kan føre ioner fra klipper til andre regioner, hvor de til sidst fordamper og efterlader et spor med krystaller; som sker for eksempel i saltsøer.

Forbrænding

Hvor der er ild, er der kraftig og stærkt eksoterm oxidation. Når man tænder på en fyrstiks hoved, brændes det med ilt i luften for at producere oxider, hvilket ikke kun bevises af varme, men også af farveændringen i matchen fra rød til sort.

En brand er derfor et kemisk fænomen, der involverer dannelse af mange oxider; selvom hvis det forekommer i en skov, jungle eller bjerg, vil disse næsten udelukkende bestå af kulilte såvel som nitrogenoxider og svovl.

Syreregn

Surt regn er et kemisk fænomen, der involverer hydrering af forskellige gasformige oxider (NO _x, SO ₃, ClO ₂, CO ₂). Når disse gasformige oxider interagerer med vanddråberne i skyerne, omdannes de til deres respektive oxoidsyrer (HNO ₃, H ₂ SO ₄, HClO ₃, H ₂ CO ₃), som ender med at blive udledt i regnen.

Sure regn er kendetegnet ved deres høje indhold af HNO ₃ og H ₂ SO ₄, der påvirker akvatiske økosystemer, afgrøder, forsurede flodvand og forringede marmorstatuer.

Ozonproduktion og forringelse

Ozon i stratosfæren produceres, når ilt reagerer med ultraviolet stråling fra solen; og dets naturlige ødelæggelse, skønt en anden mekanisme regenererer ilt igen.

Der er imidlertid kemiske arter, der på grund af ultraviolet stråling nedbrydes til frie radikaler, der ødelægger ozon og hæmmer dets beskyttende handling.

Fermentation

Fermentering er et eksempel på et kemisk fænomen, fordi mikroorganismer katalyserer reaktioner på et organisk underlag, som generelt er en mad, juice eller drikke, for at generere en drastisk ændring i dets organoleptiske egenskaber; især når det kommer til smag, som med øl og vin.

laver mad

Madlavning udfører en række kemiske fænomener, så en morgenmad, frokost eller middag kan fremstilles af ingredienserne. Kilde: Milly Eaton via Pexels.

En bog kunne skrives om alle de kemiske fænomener, der finder sted, mens vi laver mad. Til at begynde med indebærer brugen af ​​ild allerede denaturering af de proteiner, der udgør mad, deres dehydrering og brud af visse bindinger for at generere produkter, der intensiverer deres smag og farver.

Kogning af et æg, bagning af brød eller småkager, stegning af kylling eller bøffer, tilberedning af kaffe, opvarmning af pasta, tilberedning af en salat med eddike, gæring af ananas, tilsætning af citron til fisk for at neutralisere deres flygtige aminer osv. Er i det væsentlige eksempler på kemiske fænomener.

Karamellisering og Maillard-reaktion

Karamelliseringsreaktionen fra sukkeret bruges til fremstilling af ostekaramellen. Kilde: Guillermo Amador (flickr.com)

Et andet specielt kemisk fænomen, der ofte forekommer i køkkenet, er karamellisering. Dette består af delvis at brænde en sukkerholdig opløsning, indtil den bliver gylden eller brun; det vil sige, den stopper lige når karamellen er klar.

Sukkerarter begynder at dehydrere ved hjælp af varme for at skabe et kompendium af molekyler; nogle små (furanon og maltol), takket være hvilke karamellen har sin karakteristiske lugt; anden polymer (caramelina og caramelano), der er ansvarlig for karamelfarverne.

Når sukkerarter ledsages af proteiner, forekommer Maillard-reaktionen, hvor sukkererne nu reagerer med deres aminogrupper.

Igen er det typisk at observere det kemiske fænomen, der er involveret i en sådan reaktion ved bagning af småkager eller kager, i tilberedning af øl, ved stegning af bacon, i brunning af kød, i stege af kylling, i ristningen af korn mv

bioluminescens

Kystlinjen på en strand lyser op om natten takket være bioluminescensen af ​​dinoflagellatalger. Kilde: Jed fra San Diego, Californien

Endelig, og ikke mindre vigtig eller nysgerrig, har vi bioluminescens, hvor organismer eller væsner er i stand til ved hjælp af luciferaseenzymets virkning på luciferinproteinet at generere deres eget lys. Et tydeligt eksempel ses i ildfluer, og deres gule blink blink hele natten.

Referencer

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8. udgave). CENGAGE Læring.
2. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kemi. (Fjerde udgave). Mc Graw Hill.
3. Elsevier. (2019). Kemisk fænomen. Gendannes fra: sciencedirect.com
4. Helmenstine, Anne Marie, ph.d. (16. oktober 2019). Eksempler på kemiske reaktioner i hverdagen. Gendannes fra: thoughtco.com
5. Wikipedia. (2019). Kemisk reaktion. Gendannet fra: en.wikipedia.org
6. Rice University. (2019). Klassificering af kemiske reaktioner. Gendannes fra: openstax.org
7. Biomimicry Institute. (27. januar 2017). Naturens kemi. Gendannet fra: asknature.org
8. Ashley Hamer. (14. maj 2018). 10 måder at hacke din madlavning med kemi på. Gendannes fra: curiosity.com
9. Renters rente. (2018). Madkemi - Maillard-reaktionen. Gendannes fra: compoundchem.com
10. Ashish. (25. marts 2018). Hvorfor bliver sukker brunt, når det smeltes? Gendannes fra: scienceabc.com