Хімічныя рэакцыі: чаму алхімікі няправыя

Некаторыя з старажытных навукоўцаў лічылі, што свет складаецца з адной субстанцыі ў рознай форме. Агульная канцэпцыя матэрыі існуе і цяпер, але ўсё ж старажытныя мелі рацыі. З гэтай памылкі яны зыходзілі, калі спрабавалі прымусіць свінец ператварыцца ў золата. Аднак ад фізічных працэсаў алхімікі перайшлі да хімічных, ствараючы новую навуку. Цяпер кожны добра паспяваючы школьнік ведае прыкметы адрозненні гэтых двух працэсаў. Што ж такое хімічныя рэакцыі?

Прыклады іх можна ўбачыць нават у бытавых сітуацыях. Многія дзеці назіраюць, як мама гасіць воцатам соду, і так атрымліваюць самыя першыя ўражанні аб хімічных рэакцыях. Але ў некаторых сітуацыях можна звярнуць увагу дзіцяці і на іншыя праявы. Напрыклад, іржаўлення жалеза і пацямненне срэбра. Гэта ж таксама хімічныя рэакцыі.

Вернемся да адрозьненьня працэсаў, згаданых у пачатку артыкула. Дык вось, пры фізічным працэсе не змяняюцца малекулы рэчыва. Цела можна прымусіць змяніць форму, можна раздрабніць рэчыва на часцінкі, можна змяніць яго агрэгатны стан. Але склад часціц застанецца нязменным. Можна раздрабніць алюмініевую лыжку на часткі або пры дапамозе каласальных тэмператур і ціску прымусіць яе выпарыцца - але цела застанецца алюмініевым.

Пры хімічнай рэакцыі перабудоўваюцца сувязі, хоць склад рэчыва можа застацца тым жа. Напрыклад, калі з графіту атрымаць алмаз, гэта трэба лічыць не фізічным працэсам, а хімічным, бо сувязі пры гэтым перабудоўваюцца. Хоць, як правіла, склад рэчываў мяняецца, прыклад з дыяментам - выключэнне.

Звычайна хімічныя рэакцыі звязаны з вылучэннем альбо паглынаннем энергіі. Апошняя праяўляе сябе як цеплыня. Ёсць і термонейтральной рэакцыі, пры якіх цеплавой эфект нулявы. Але іх зусім няшмат, большасць альбо патрабуюць «уліванняў» энергіі, альбо ідуць самі і суправаджаюцца змяненнем тэмпературы. Працэс гарэння дадаткова суправаджаецца яшчэ і вылучэннем святла.

Але далёка не заўсёды змена глыбіннага складу рэчывы можна назваць хімічным працэсам. Ёсць яшчэ і ядзерныя рэакцыі. Яны закранаюць матэрыю на ўзроўні атама. Пры гэтым апошнія ператвараюцца ў атамы іншай разнавіднасці - іншага хімічнага элемента. І гэта вельмі складаны працэс, пры якім вылучаецца каласальная колькасць энергіі. Дастаткова ўспомніць ядзерныя выбухі, каб зразумець, пра што гаворка.

Каб зафіксаваць працэсы, якія адбываюцца, людзі сталі выкарыстоўваць адмысловы інструмент: раўнанне хімічнай рэакцыі. Злева запісваюцца рэчывы, якія носяць імя рэагентаў, справа - прадуктаў. Далёка не ўсе любілі ў школе расстаўляць каэфіцыенты ў ўраўненнях. Трэба сказаць, што гэтыя каэфіцыенты проста адлюстроўваюць рэальныя працэсы, а не ствараюцца «з галавы» чалавекам. Бо атамы не ўзнікаюць з ніадкуль. Сучасным школьнікам пашанцавала, яны могуць даведацца формулы рэчываў, а вось старажытным даводзілася абапірацца толькі на колькасці прадукту і рэагента, што не заўсёды відавочна.

Як адрозніць фізічны і хімічны працэсы? Часцей за ўсё па вылучэнню цеплыні, газу або выпадзення асадка, змене афарбоўкі. Але такі падыход спрацоўвае не заўсёды, бо і з адкрытай бутэлькі з газіроўкай выходзіць загадзя раствораны газ, аксід ртуці пры драбненні можа змяняць колер, а аксід цынку мяняе колер пры награванні. Цеплавой эфект можа быць выяўленым вельмі слаба, так што яго зафіксаваць няпроста, так што такія хімічныя рэакцыі можна выявіць пры дапамозе ... іншых рэакцый.

У навуцы аб рэчывах ёсць цікавы раздзел - механохимия. У выніку механічных уздзеянняў ў спецыяльных млынах ў рэчыве ўзнікаюць свабодныя радыкалы, і яно набывае новыя ўласцівасці. Напрыклад, так вырабляецца аспірын ў фармацэўтыцы. Механічна актываваныя рэчывы больш актыўныя хімічна, што важна для лекаў.