ما هو الفرق بين العملية الكيميائية والعملية الفيزيائية في الكيمياء؟

لا يوجد فرق حقيقي بين العملية الكيميائية والعملية الفيزيائية في الكيمياء.

يحب بعض معلمي الكيمياء تعريف العملية الكيميائية على أنها أي عملية تتضمن تفاعلًا كيميائيًا وجميع العمليات الأخرى كعمليات فيزيائية.

وفقًا لهؤلاء المعلمين، فإن أشياء مثل حرق الوقود هي عمليات كيميائية وأشياء مثل إذابة الملح في الماء أو تجميد الماء في الجليد هي عمليات فيزيائية.

لكن هذا التمييز هو حقًا تعسفي وغير أساسي.

في حين أن هؤلاء المعلمين قد يقومون بمثل هذا التمييز بنية حسنة لتعليم طلابهم، إلا أنهم يقومون بالفعل بإعداد الطلاب ليكونوا مشوشين على المدى الطويل.

جميع العمليات التي تنطوي على تفاعل الذرات هي كيميائية.

إذابة الملح في الماء هو تفاعل كيميائي.

تبدأ بمفاعلين متميزين (ملح وماء)، وتحصل على ارتباط الذرات ببعضها البعض بطرق جديدة (كل أيون ملح يصبح مرتبطًا بحشد من جزيئات الماء)، وتتشكل مادة كيميائية جديدة (الماء المالح).

نموذجي لجميع التفاعلات الكيميائية، يتم تبادل الحرارة مع البيئة كجزء من العملية.

قد لا يكون تذويب الملح في الماء ساحرًا مثل انفجار بالون مملوء بالهيدروجين، لكنه لا يزال تفاعلًا كيميائيًا.

حتى العمليات البسيطة مثل التغييرات في الطور (صلب إلى سائل، سائل إلى غاز، إلخ) هي في الحقيقة كيميائية بطبيعتها.

في عملية التجميد إلى جليد، تبدأ الجزيئات الموجودة في الماء السائل في تكوين واحد، وتشكل روابط عندما تأخذ التكوين الجديد، وتطلق الطاقة في هذه العملية.

لا يحب بعض المعلمين التعامل مع تغييرات المرحلة كتفاعلات كيميائية لأن المعادلات الكيميائية الأساسية ليست مفيدة جدًا في تعليم الطلاب.

على سبيل المثال، المعادلة الكيميائية الأساسية لتجميد الماء إلى الجليد هي: H20 → H20. هذه المعادلة مضللة.

يبدو أنه يعني عدم حدوث أي شيء على الإطلاق. لهذا السبب، قد يعتقد البعض أن تغييرات المرحلة لا تهم حقًا.

لكن المعادلة الكيميائية الأكثر تفصيلاً هي أكثر وضوحًا: H20 (سائل) - حرارة ← H20 (صلب).

يحتوي هذا السهم على تكوين روابط هيدروجينية مستقرة بين جزيئات الماء بعد إزالة الطاقة (يتم إطلاق الطاقة دائمًا عند تكوين روابط كيميائية).

يشكل تكوين الروابط السمة الرئيسية للتفاعلات الكيميائية.

في الواقع، كل تجربة يومية نعرفها هي في الأساس كيميائية بطبيعتها.

ركل كرة القدم، وتغيير التروس على الدراجة، والغناء، وكتابة الكلمات على الورق كلها توصف على المستوى الأساسي بأنها تفاعل الذرات.

على المستوى الأساسي، العمليات الوحيدة التي ليست كيميائية بطبيعتها هي عمليات الجاذبية وعمليات الجسيمات النووية / دون الذرية.

علاوة على ذلك، فإن مصطلح "عملية فيزيائية" غامض لدرجة أنه لا جدوى منه.

كل عملية يمكن ملاحظتها في الكون هي فيزيائية.

الأشياء الوحيدة في الكون غير المادية هي مفاهيم مجردة مثل الحب والإيمان.

جميع العمليات الكيميائية هي فيزيائية، وكذلك جميع العمليات البيولوجية والجيولوجية والفلكية والجاذبية ودون الذرية والنووية.

يقول كتاب "المفاهيم الخاطئة في الكيمياء" لهانس ديتر بارك:

من التقليدي في دروس الكيمياء فصل التفاعلات الكيميائية عن العمليات الفيزيائية.

يوصف تكوين الكبريتيدات المعدنية من عناصرها عن طريق إطلاق الطاقة في كل حالة على أنه تفاعل كيميائي.

في المقابل، غالبًا ما يُنظر إلى إذابة المواد في الماء على أنها "عملية فيزيائية" لأن المادة "لا تتغير فعليًا"، ويمكن استعادة المادة المذابة في شكلها الأصلي من خلال إجراءات الفصل "الفيزيائية".

إذا أخذ المرء هيدروكسيد الصوديوم وأذابه في القليل من الماء، يظهر محلول عديم اللون ويطلق الحرارة؛ المحلول يوصل الكهرباء وينتج قيمة عالية للأس الهيدروجيني.

يعتبر الطلاب الناقدون هذا الحل على أنه مادة جديدة ويظهر إنتاج الحرارة تفاعلًا طاردًا للحرارة.

من هذا المثال يمكن للمرء أن يرى أنه ليس من المنطقي فصل تحويل المادة إلى عمليات "كيميائية" و "فيزيائية".

إذا واصلنا القيام بذلك بشكل روتيني بمعنى "لقد فعلنا ذلك دائمًا بهذه الطريقة"، فستظهر المفاهيم الخاطئة التلقائية من المدرسة بناءً على تقاليد التدريس في المدرسة.