I. Biến đổi vật lí và biến đổi hoá học
- Biến đổi vật lí là hiện tượng chất có sự biến đổi về trạng thái, kích thước,... nhưng vẫn giữ nguyên là chất ban đầu.
Ví dụ 1: Hoà tan muối ăn vào trong nước.
- Trong các quá trình như hoà tan, đông đặc, nóng chảy,... các chất chỉ chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác, không có sự tạo thành chất mới, đó là biến đổi vật lí.
- Biến đổi hoá học là hiện tượng chất có sự biến đổi tạo ra chất khác.
Ví dụ 2: Quá trình tiêu hoá thức ăn.
- Các quá trình như đốt cháy nhiên liệu, phân huỷ chất, tổng hợp chất,... có sự tạo thành chất mới, đó là biến đổi hoá học.
- Trong cơ thể người và động vật, sự trao đổi chất là một loạt các quá trình sinh hoá, đó là những quá trình phức tạp, bao gồm cả biến đổi vật lí và biến đổi hoá học.
Cho các quá trình sau. Xác định xem đâu là quá trình biến đổi vật lí, đâu là quá trình biến đổi hoá học.
a) Xé mẩu giấy vụn.
b) Hoà tan đường vào nước.
c) Đinh sắt bị gỉ.
d) Đồ ăn để ngoài không khí bị ôi thiu.
Khi xé mẩu giấy thì giấy vẫn là giấy, hoà tan đường vào nước thì đường chuyển từ thể rắn sang dạng chất tan trong dung dịch. Hai quá trình này không có sự biến đổi về chất nên là quá trình biến đổi vật lí.
Đinh sắt bị oxi hoá bởi không khí tạo thành gỉ sắt, có sự biến đổi về chất. Đồ ăn để ngoài không khí bị phân huỷ thành các hợp chất có mùi ôi thiu, có sự biến đổi về chất. Nên hai quá trình này là quá trình biến đổi hoá học.
II. Phản ứng hoá học
1. Khái niệm
- Quá trình biến đổi từ chất này thành chất khác được gọi là phản ứng hoá học.
- Chất ban đầu bị điến đổi trong phản ứng được gọi là chất phản ứng hay chất tham gia.
- Chất mới sinh ra được gọi là chất sản phẩm.
- Phản ứng hoá học được biểu diễn bằng phương trình dạng chữ như sau:
Tên các chất phản ứng → Tên các chất sản phẩm
Ví dụ 3: Iron + Sulfur → Iron (II) sulfide
Đọc là: iron tác dụng với sulfur tạo ra iron (II) sulfide.
Trong đó: iron và sulfur là chất phản ứng, iron (II) sulfide là chất sản phẩm.
- Trong quá trình phản ứng, lượng chất phản ứng giảm dần, lượng sản phẩm tăng dần.
- Phản ứng xảy ra hoàn toàn khi có ít nhất một chất phản ứng đã phản ứng hết.
Than (thành phần chính là carbon) cháy trong không khí tạo thành khí carbon dioxide. Phương trình phản ứng dạng chữ của phản ứng này được biểu diễn như sau:
Carbon + Oxygen → Carbon dioxide
Chọn các từ thích hợp dưới đây để hoàn thành các phát biểu sau:
chất sản phẩm / giảm đi / tăng lên / chất phản ứng
a) Carbon và oxygen là _____ .
b) Carbon dioxide là _____.
c) Trong quá trình phản ứng, lượng carbon và oxygen _____ , còn lượng carbon dioxide _____.
Than (thành phần chính là carbon) cháy trong không khí tạo thành khí carbon dioxide. Phương trình phản ứng dạng chữ của phản ứng này được biểu diễn như sau:
Carbon + Oxygen → Carbon dioxide
Ghép nối từ thích hợp để hoàn thành các phát biểu sau:
a) Carbon và oxygen là chất phản ứng .
b) Carbon dioxide là chất sản phẩm.
c) Trong quá trình phản ứng, lượng carbon và oxygen giảm đi, còn lượng carbon dioxide tăng lên.
2. Diễn biến phản ứng hoá học
- Trong phản ứng hoá học xảy ra sự phá vỡ các liên kết trong phân tử chất đầu, hình thành các liên kết mới, tạo ra các phân tử mới. Kết quả là chất này biến đổi thành chất khác.
Ví dụ 4: Phản ứng giữa hydrogen và oxygen tạo thành nước được mô tả như sau:
Hình 1: Sơ đồ mô tả phản ứng hoá học giữa hydrogen và oxygen tạo thành nước
3. Hiện tượng kèm theo các phản ứng hoá học
- Phản ứng hoá học xảy ra khi có chất mới được tạo thành với những tính chất mới, khác biệt với chất ban đầu.
- Những dấu hiệu dễ nhận ra có chất mới tạo thành là sự thay đổi về màu sắc, xuất hiện chất khí hoặc xuất hiện chất kết tủa,...
- Sự toả nhiệt và phát sáng cũng là dấu hiệu cho biết phản ứng hoá học đã xảy ra.
Hình 2: Nến cháy kèm theo sự toả nhiệt và phát sáng
III. Năng lượng của phản ứng hoá học
1. Phản ứng toả nhiệt, phản ứng thu nhiệt
- Phản ứng tỏa nhiệt là phản ứng giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt ra môi trường xung quanh.
- Phản ứng thu nhiệt là phản ứng nhận năng lượng dưới dạng nhiệt trong suốt quá trình phản ứng xảy ra.
Ví dụ 5: Đốt đèn cồn, cồn (ethanol) cháy. Khi đó, ethanol và khí oxygen trong không khí tác dụng với nhau tạo thành hơi nước và khí carbon dioxide, đồng thời giải phóng ra năng lượng dưới dạng nhiệt. Phản ứng đốt cháy cồn là phản ứng toả nhiệt.
Ví dụ 6: Phản ứng phân huỷ copper (II) hydroxide thành copper (II) oxide và hơi nước thì cần cung cấp năng lượng dưới dạng nhiệt bằng cách đun nóng. Khi ngừng cung cấp nhiệt, phản ứng dừng lại. Đây là phản ứng thu nhiệt.
Chọn các từ thích hợp dưới đây để hoàn thành những nhận định sau:
toả nhiệt / thu nhiệt
1. Thức ăn được tiêu hoá chuyển thành các chất dinh dưỡng. Phản ứng hoá học giữa chất dinh dưỡng với oxygen cung cấp năng lượng cho cơ thể hoạt động là phản ứng _____ .
2. Quá trình nung đá vôi (thành phần chính CaCO3) thành vôi sống (CaO) và khí carbon dioxide (CO2) cần cung cấp năng lượng dưới dạng nhiệt. Đây là phản ứng _____ .
1. Phản ứng oxi hoá các chất dinh dưỡng là phản ứng toả nhiệt. Năng lượng toả ra dưới dạng nhiệt cung cấp năng lượng cho cơ thể hoạt động.
2. Để phá vỡ được các liên kết trong phân tử CaCO3, phân tử này cần nhận nhiệt lượng từ môi trường, đây là phản ứng thu nhiệt.
2. Ứng dụng của phản ứng toả nhiệt
- Các phản ứng toả nhiệt có vai trò quan trọng trong cuộc sống vì chúng cung cấp năng lượng cho cơ thể sinh hoạt và sản xuất, vận hành động cơ, thiết bị máy công nghiệp, phương tiện giao thông,...
1. Biến đổi hoá học có sự tạo thành chất mới, còn biến đổi vật lí không có sự tạo thành chất mới.
2. Trong phản ứng hoá học, liên kết giữa các nguyên tử thay đổi, làm cho phân tử này biến đổi thành phân tử khác. Kết quả là chất này biến đổi thành chất khác.
3. Để nhận biết phản ứng hoá học xảy ra có thể dựa vào một trong các dấu hiệu sau: sự tạo thành chất khí, chất kết tủa, hay sự thay đổi về màu sắc, sự thay đổi về nhiệt độ của môi trường.
4. Phản ứng toả nhiệt: giải phóng năng lượng (dạng nhiệt) ra môi trường và phản ứng thu nhiệt nhận năng lượng (dạng nhiệt) từ môi trường trong suốt quá trình phản ứng.
5. Các nhiên liệu như than, xăng, dầu,… được sử dụng trong các ngành sản xuất, phục vụ sinh hoạt,…