Физичке и хемијске промене

\documentclass[a4paper,11pt]{article}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[T2A]{fontenc}
\usepackage[serbianc]{babel}
\usepackage[margin=2.5cm]{geometry}
\usepackage{amsmath,amssymb,amsthm}
\usepackage{array,booktabs,tabularx,graphicx}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{calc,angles}

\newtheorem{theorem}{Теорема}
\newcommand{\len}[1]{\lvert #1\rvert}

\DeclareUnicodeCharacter{2192}{\ensuremath{\rightarrow}}
\DeclareUnicodeCharacter{2212}{\ensuremath{-}}
\DeclareUnicodeCharacter{00B3}{\textsuperscript{3}}
\DeclareUnicodeCharacter{00B0}{\ensuremath{^\circ}}
\DeclareUnicodeCharacter{00B7}{\ensuremath{\cdot}}
\begin{document}

\begin{center}
  {\large\bfseries Увод у хемију и лабораторијски рад} \\[2pt]
  {\small Физичке и хемијске промене}
\end{center}

\noindent\textbf{Физичка промена.} промена при којој не настаје нова супстанца. Могу се променити облик, величина, агрегатно стање и друга физичка својства. Хемијски идентитет супстанце остаје исти.


\noindent\textbf{Хемијска промена (хемијска реакција).} промена при којој од полазних супстанци настају нове супстанце, другачијег састава и својстава. Може настати спајањем супстанци или разлагањем једне супстанце.


Главно питање гласи: да ли је настала нова супстанца? Није довољно рећи „изглед се променио“. Изглед се мења и при ломљењу стакла, а стакло остаје стакло.

\section*{Све промене агрегатног стања}

\begin{center}
\begin{tabularx}{\textwidth}{@{}>{\raggedright\arraybackslash}X>{\raggedright\arraybackslash}X>{\raggedright\arraybackslash}X@{}}
\toprule
Назив & Пре → после & Пример \\
\midrule
Топљење & Чврсто → течно & Лед → вода \\
Очвршћавање & Течно → чврсто & Вода → лед \\
Испаравање & Течно → гасовито & Сушење веша \\
Кондензовање & Гасовито → течно & Настајање росе \\
Сублимовање & Чврсто → гасовито & Сублимовање јода \\
Десублимовање & Гасовито → чврсто & Настајање иња \\
\bottomrule
\end{tabularx}
\end{center}

Све наведене промене су физичке. Лед, течна вода и водена пара су иста супстанца. Водена пара је невидљива; беличасти облачић изнад топле воде чине ситне капљице настале кондензовањем.

\noindent\textbf{Испаравање и кључање.} при испаравању са површине течност прелази у гас и на температурама испод кључања. При кључању се пара ствара у целој запремини течности, уз мехуриће. Оба су физички прелази у гасовито стање.


У свесци је „температура испаравања“ наведена уз температуру кључања. Не учи да вода испарава само на 100 °C: веш се суши и на собној температури. Температура кључања зависи од притиска; око 100 °C за воду односи се на нормалан атмосферски притисак.

\section*{Физичке промене без промене агрегатног стања}

\begin{itemize}
  \item Сечење, уситњавање, млевење, савијање, истезање, ковање; у школским примерима и растварање кухињске соли или шећера у води.
  \item При растварању шећер није нестао: распоређен је у води. Растварање није исто што и топљење; топљењем лед прелази у течну воду, а растварањем шећера настаје раствор шећера у води.
\end{itemize}

\subsection*{Мешање није увек само мешање}
У чашу воде стављена је со; у другу чашу сирћета сода бикарбона. Да ли је у оба случаја само физичка промена?

\begin{enumerate}
  \item Со у води се раствара: добија се смеша, а у овом школском примеру не настаје нова супстанца.
  \item Сода бикарбона реагује са састојком сирћета; настаје гас и друге супстанце.
  \item Није пресудно то што смо нешто сипали у течност. Пресудно је да ли је дошло до реакције.
\end{enumerate}
\noindent\textbf{Решење:} Растварање соли: физичка промена. Реакција соде бикарбоне и сирћета: хемијска промена.


\section*{Како препознајеш хемијску промену}

Могући знаци су: промена боје или мириса, издвајање гаса, настајање талога, појава светлости, ослобађање или упијање топлоте. Знаке тумачимо у контексту огледа: сами за себе нису увек доказ.

\noindent\textbf{Талог.} нерастворна чврста супстанца која се издваја из раствора. У реакцијама је често нова супстанца. Нерастворен песак који смо управо сипали у воду није сам по себи доказ реакције.


\subsection*{Мехурићи: исти знак, различит узрок}
Мехурићи се појављују у кључалој води и при мешању сирћета са содом бикарбоном. Шта је различито?

\begin{enumerate}
  \item У кључалој води мехурићи садрже водену пару: вода мења агрегатно стање.
  \item У другом огледу настаје угљен-диоксид реакцијом: то је нова супстанца.
  \item Поређење показује зашто „видим гас“ није довољно без објашњења његовог порекла.
\end{enumerate}
\noindent\textbf{Решење:} Кључање је физичка, а описана реакција сирћета и соде хемијска промена.


\subsection*{Једна свећа, више промена}
Раздвоји промене док свећа гори и после њеног гашења.

\begin{enumerate}
  \item Восак близу фитиља се топи: физичка промена.
  \item Течни восак се подиже кроз фитиљ и испарава: испаравање је физичка промена.
  \item Паре воска сагоревају у кисеонику из ваздуха: хемијска промена, настају нове супстанце.
  \item После гашења течни восак се хлади и очвршћава: физичка промена.
\end{enumerate}
\noindent\textbf{Решење:} Топљење, испаравање и очвршћавање су физичке промене; сагоревање је хемијска.


\section*{Примери из књиге: кажи и разлог}

\begin{itemize}
  \item Рђање гвозденог ексера: настаје рђа, другачија од гвожђа → хемијска промена.
  \item Сагоревање дрвета: настају гасови, пепео и друге супстанце → хемијска промена.
  \item Труљење воћа и јесења промена боје лишћа: одвијају се реакције у којима се мења састав → хемијске промене.
  \item Магнезијум при сагоревању даје јаку светлост и нову чврсту супстанцу → хемијска промена.
  \item Реакција цинка с одговарајућом киселином праћена је издвајањем гаса → хемијска промена.
  \item Уситњавање алуминијумске фолије, савијање жице, хлађење растопљене магме и сушење веша → физичке промене у наведеним примерима.
\end{itemize}

\section*{Замке у закључивању}

\begin{itemize}
  \item „Не може да се врати у првобитно стање, значи хемијска промена“ није добар критеријум: ломљење стакла је физичка промена.
  \item „Променила се боја, значи реакција“ није увек тачно: разблаживањем обојеног раствора боја бледи без настанка нове супстанце.
  \item „Треба топлота, значи реакција“ није тачно: топљење је физичка промена.
  \item „Само је једна супстанца, значи нема реакције“ није тачно: једна супстанца може хемијски да се разложи.
  \item „Температура се променила, значи реакција“ није довољно: температура се може мењати и при физичким процесима.
\end{itemize}

\paragraph{Провери разумевање}
\begin{enumerate}
  \item Разврстај и образложи: ломљење стакла, рђање, топљење леда, сагоревање папира, сублимовање јода, растварање шећера.
  \item Зашто капљице на спољашњој страни хладне чаше нису доказ да је вода прошла кроз стакло?
  \item Како се зову: вода → лед, лед → пара, пара → лед, пара → течна вода?
  \item Уситњена со се брже раствори. Да ли је уситњавањем добијена нова супстанца?
  \item Ученик види белу чврсту материју на дну воде. Да ли је сигурно настала реакцијом?
  \item Из низа издвој својство: испаравање, рђање, запаљивост, кондензовање.
  \item Шта остаје исто при топљењу чистог леда, а шта се мења?
\end{enumerate}
\noindent\textit{Решења.}

\noindent\textbf{1.} \textbf{Решење:} Физичке: ломљење, топљење, сублимовање, растварање шећера. Хемијске: рђање и сагоревање, јер настају нове супстанце.

\noindent\textbf{2.} \textbf{Решење:} Водена пара из околног ваздуха кондензује се на хладној површини. То је физичка промена.

\noindent\textbf{3.} \textbf{Решење:} Очвршћавање (мржњење), сублимовање, десублимовање, кондензовање.

\noindent\textbf{4.} \textbf{Решење:} Не. Промењена је величина честица узорка и површина контакта, а со је остала иста супстанца.

\noindent\textbf{5.} \textbf{Решење:} Не. Можда је само додат нерастворљив прах. Потребни су подаци о полазним супстанцама и поступку.

\noindent\textbf{6.} \textbf{Решење:} Запаљивост је хемијско својство; остало су промене.

\noindent\textbf{7.} \textbf{Решење:} Идентитет супстанце остаје исти: вода. Мењају се агрегатно стање, облик и друга физичка својства; у затвореном систему маса остаје иста.


\section*{Извори и разјашњења}
\noindent\textbf{Извори.} Запис са часа: стране 13–15 скениране свеске. Уџбеник: штампане стране 42–45, 48. Објашњења и додатни примери повезују оба извора.

\noindent\textbf{Исправљена формулација.} Запис да супстанце при физичким променама „не губе својства“ није довољно прецизан. Мењају се физичка својства, али не настаје нова супстанца. OpenStax: својства и промене.

\noindent\textbf{Свећа.} Разлика између топљења воска и сагоревања његових пара проверена је и према ACS: шта је хемијска реакција.

\end{document}