Είναι η διάλυση του αλατιού στο νερό μια χημική αλλαγή ή μια φυσική αλλαγή;
Η διάλυση του επιτραπέζιου αλατιού (χλωριούχο νάτριο ή NaCl) είναι χημική ή φυσική αλλαγή; Αυτή είναι μια κοινή ερώτηση γενικής χημείας. Το πρόβλημα είναι ότι η απάντηση αμφισβητείται. Ακολουθούν έγκυρα επιχειρήματα και για τις δύο απαντήσεις.
Πολλοί χημικοί θεωρούν ότι η διάλυση αλατιού (ή οποιουδήποτε ιοντικού στερεού) είναι μια χημική αλλαγή. Η διάλυση της ζάχαρης (ή οποιουδήποτε ομοιοπολικού στερεού) είναι μια φυσική αλλαγή.
Γιατί η διάλυση του αλατιού είναι μια χημική αλλαγή
Μια χημική αλλαγή περιλαμβάνει μια χημική αντίδραση και το σχηματισμό νέων προϊόντων. Η διάλυση αλατιού στο νερό μπορεί να γραφτεί ως χημική αντίδραση, όπου το χλωριούχο νάτριο διασπάται σε ιόντα Na και ιόντα Cl στο νερό.
NaCl(s) → Na(aq) + Cl(aq)
Όταν το αλάτι διαλύεται, οι ιοντικοί δεσμοί μεταξύ των ατόμων σπάνε. Το αντιδραστήριο (χλωριούχο νάτριο ή NaCl) διαφέρει από τα προϊόντα (ιόντα νατρίου και χλωρίου), επομένως συμβαίνει μια χημική αλλαγή. Η ίδια αντίδραση συμβαίνει όταν άλλες ιοντικές ενώσεις διαλύονται στο νερό. Για να γενικεύσουμε:Η διάλυση μιας ιοντικής ένωσης είναι μια χημική αλλαγή. Αντίθετα, η διάλυση ζάχαρης ή άλλης ομοιοπολικής ένωσης είναι μια φυσική αλλαγή επειδή δεν σπάνε χημικοί δεσμοί και δεν σχηματίζονται νέα προϊόντα. Εάν διαλύσετε τη ζάχαρη στο νερό, θα λάβετε μόρια ζάχαρης στο νερό.
Γιατί η διάλυση του αλατιού στο νερό είναι μια φυσική αλλαγή
Μια φυσική αλλαγή περιλαμβάνει μια αλλαγή σε μια φυσική ιδιότητα, αλλά όχι μια αλλαγή στη χημική σύνθεση. Τα παραδείγματα περιλαμβάνουν αλλαγές στις καταστάσεις της ύλης ή αλλοιώσεις στην κρυσταλλική δομή.
Η διάλυση του άλατος στο νερό μπορεί να θεωρηθεί φυσική αλλαγή επειδή δεν συμβαίνει καμία αλλαγή στα ηλεκτρονιακά κελύφη των ατόμων νατρίου και χλωρίου και δεν συμβαίνει χημική αντίδραση μεταξύ του χλωριούχου νατρίου και του διαλύτη του (νερό). Αντίθετα, εάν διαλύσετε αλάτι σε οξικό οξύ (CH3COOH), λαμβάνετε αιθανοϊκό νάτριο (CH3 COONa) και υδροχλωρικό οξύ (HCl).
Μερικές φορές ο λόγος που δίνεται για να πούμε ότι το διαλυτικό αλάτι είναι μια φυσική αλλαγή είναι ότι η διαδικασία είναι αναστρέψιμη. Αν αφαιρέσετε το νερό, ανακτάτε αλάτι. Το πρόβλημα είναι ότι πολλές χημικές αλλαγές είναι αναστρέψιμες. Για παράδειγμα, τα αδύναμα οξέα και οι ασθενείς βάσεις συνήθως συμμετέχουν σε αναστρέψιμες αντιδράσεις που τελικά φτάνουν σε ισορροπία. Η ανάμειξη ανθρακικού οξέος σε νερό είναι ένα παράδειγμα:
H2 CO3 (l) + H2 O(l) ⇌ HCO3 (aq) + H3 O(aq) .
Εν τω μεταξύ, πολλές φυσικές αλλαγές δεν είναι αναστρέψιμες. Για παράδειγμα, δεν μπορείτε να συνδέσετε ξανά ένα φύλλο χαρτιού αφού το τεμαχίσετε.
Διδακτικά ζητήματα
Από τη μία πλευρά, η συζήτηση για το εάν η διάλυση της ζάχαρης και του αλατιού είναι χημικές ή φυσικές αλλαγές είναι ένας καλός τρόπος για να κάνετε τους μαθητές να σκεφτούν τις αλλαγές στην ύλη. Είναι μια ευκαιρία να μιλήσετε για το πώς γνωρίζετε εάν έχει συμβεί μια χημική αντίδραση. Από την άλλη πλευρά, όλα τα σημάδια μιας χημικής αλλαγής (αλλαγή θερμοκρασίας, αλλαγή χρώματος, οσμή, φυσαλίδες, σχηματισμός ιζήματος) εμφανίζονται με ορισμένες φυσικές αλλαγές.
Εάν ένας μαθητής ρωτηθεί εάν η διάλυση του αλατιού είναι μια χημική ή φυσική αλλαγή, ορισμένοι εκπαιδευτές θεωρούν άδικο να επισημάνουν λανθασμένη οποιαδήποτε απάντηση, με την προϋπόθεση ότι ο μαθητής μπορεί να εξηγήσει την απάντηση. Άλλοι δάσκαλοι αισθάνονται έντονα την απάντηση. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι σημαντικό να μεταφέρετε τις προσδοκίες στην τάξη πριν από την εργασία ή μια εξέταση.
Αλλά, τι κάνετε εσείς νομίζω? Μη διστάσετε να δημοσιεύσετε ένα σχόλιο.
Αναφορές
- Hill, John W., et al. (2004) General Chemistry (4η έκδ.). Prentice Hall. ISBN:978-0131402836.
- Zumdahl, Steven S.; Zumdahl, Susan A. (2000). Χημεία (5η έκδ.). Houghton Mifflin. ISBN:0-395-98583-8.
