CANVIS FÍSICS: TIPUS I LES SEVES CARACTERÍSTIQUES, EXEMPLES - QUIMICA - 2025

Els canvis físics són aquells en els quals s'observa un canvi en la matèria, sense la necessitat de modificar la seva naturalesa; és a dir, sense que hi hagi trencaments o formació d'enllaços químics. Per tant, suposant una substància A, aquesta ha de tenir les mateixes propietats químiques abans i després de l'canvi físic.

Sense els canvis físics no existirien les varietats de formes que poden adquirir certs objectes; el món seria un lloc estàtic i estandarditzat. Perquè es donin, cal l'acció de l'energia sobre la matèria, ja sigui en mode de calor, radiació o pressió; pressió que pot exercir mecànicament amb les nostres pròpies mans.

Taller de fusteria. Font: Pixabay

Per exemple, en un taller de fusteria poden observar els canvis físics que pateix la fusta. Els xerracs, els raspalls, les gúbies i barrinades, els claus, etc., són elements indispensables perquè la fusta, des d'un bloc, i per tècniques d'ebenisteria, pugui transformar-se en una obra d'art; com un moble, una gelosia o una caixa tallada.

Si es considera la fusta com la substància A, en essència no pateix cap transformació química un cop estigui acabat el moble (fins i tot si la seva superfície rep un tractament químic). Si aquest moble es fa pols fins a un grapat de serradures, les molècules de la fusta seguiran inalterades.

Pràcticament, la molècula de cel·lulosa de l'arbre de què es va talar la fusta, no modifica la seva estructura en tot aquest procés.

Si el moble cremés en flames, llavors les seves molècules reaccionarien amb l'oxigen de l'aire, descomponent-se en carbó i aigua. En aquesta situació sí hi hauria un canvi químic, ja que després de la combustió les propietats de l'residu serien diferents a les de l'moble.

Tipus de canvis químics i les seves característiques

irreversibles

La fusta de l'exemple anterior pot patir canvis físics que fa a la seva grandària. Pot laminar, tallar, labrársele vores, etc., però mai augmentar-li el seu volum. En aquest sentit, la fusta pot incrementar la seva àrea, més no el seu volum; el qual, per contra, es veu reduït constantment a mesura que se li treballa al taller.

Una vegada que es talla no es pot tornar a donar-li la seva forma original, ja que la fusta no és un material elàstic; en altres paraules, pateix canvis físics irreversibles.

En aquest tipus de canvis la matèria, tot i que no experimenti cap reacció, no pot tornar al seu estat inicial.

Un altre exemple més colorit és el de jugar amb una plastilina groga i una altra blavosa. A l'amasseu juntes i després donar-los la forma d'una pilota, el seu color es torna verdós. Fins i tot si es tingués un motlle per regresarlas a la forma inicial, s'haurien dues barres de color verd; el blau i el groc ja no podrien separar-se.

A més d'aquests dos exemples, es pogués considerar també el de bufar bombolles. Com més es bufen, el volum d'elles augmenta; però una vegada lliures, no se'ls pot extreure aire per reduir les seves mides.

reversibles

Encara que no es posi l'accent en descriure adequadament, tots els canvis d'estat de la matèria són canvis físics reversibles. Depenen de la pressió i la temperatura, així com de les forces que uneixen les partícules.

Per exemple, en una gelera una galleda de gel pot fondre si es deixa en repòs fora de congelador. Passat un temps, l'aigua líquida suplanta el gel en el petit compartiment. Si aquesta mateixa gelera es torna a congelador, l'aigua líquida perdrà temperatura fins congelar i ser novament una galleda de gel.

El fenomen és reversible perquè passa absorció i alliberament de calor per part de l'aigua. Això és així sense importar on s'emmagatzemi l'aigua líquida o gel.

La principal característica i diferència entre un canvi físic reversible i irreversible, és que en el primer es considera la substància (aigua) en si mateixa; mentre que en el segon, es considera l'aparença física de l'material (fusta, i no les cel·luloses i altres polímers). En tots dos, però, es manté constant la naturalesa química.

A vegades la diferència entre aquests tipus no és clara i convé, en aquests casos, no classificar els canvis físics i tractar-los com un de sol.

Exemples de canvis físics

A la cuina

Dins la cuina es dóna lloc a innombrables canvis físics. L'preparar una amanida està saturat d'ells. Els tomàquets i les verdures es piquen a conveniència, modificant les seves formes inicials irreversiblement. Si a aquesta amanida se li afegeix pa, aquest es talla en llesques o trossos a partir d'una barra de pa pagès, i s'unta amb mantega.

La unció de pa amb mantega és un canvi físic, ja que el seu sabor canvia, però molecularment roman inalterat. Si un altre pa es torra, adquirirà duresa, sabor i colors més intensos. Aquesta vegada es diu que hi va haver un canvi químic, a causa de que no importa si aquest pa torrat es refreda o no: mai recuperarà les seves propietats inicials.

Els aliments que es homogeneïtzen a la liquadora també representen exemples de canvis físics.

Pel costat de la dolçor, a l'fondre xocolata s'observa que passa d'estat sòlid a estat líquid. La preparació de almívars o dolços que no impliquin l'ús de calor, entren igualment en aquest tipus de canvis de la matèria.

castells inflables

En un parc infantil a les primeres hores, s'observen unes lones al pis, inerts. Transcorregudes unes hores, aquestes s'imposen com un castell de molts colors on els nens boten al seu interior.

Aquest canvi abrupte de volum es deu a la immensa massa d'aire bufada al seu interior. Tancat el parc, el castell es desinfla i es guarda; per tant, es tracta d'un canvi físic reversible.

Artesania de vidre

Artesania de vidre. Font: Pixabay

El vidre a altes temperatures es fon i pot deformar lliurement per atorgar-li qualsevol disseny. A la imatge superior, per exemple, s'observa com van modelant un cavall de vidre. Un cop es refredi la pasta vidriosa, s'endurirà i quedarà acabat l'adorn.

Aquest procés és reversible, ja que a l'aplicar-li novament temperatura, se li pot donar noves formes. Molts adorns de vidre es creen per aquesta tècnica, la qual es coneix amb el nom de bufat de vidre.

Tallat de diamant i facetat de minerals

Diamant tallat. Font: Roman Köhler, from Wikimedia CommonsAl tallar un diamant se'l sotmet a constants canvis físics amb el propòsit d'augmentar la superfície que reflecteixi la llum. Aquest procés és irreversible, i li dóna a el diamant brut un afegit i exorbitant valor econòmic.

Així mateix, en la naturalesa pot contemplar-se com els minerals adopten estructures més cristal·lines; és a dir, es facetan amb el pas dels anys.

Aquest consisteix d'un canvi físic producte d'un reordenament dels ions que conformen els vidres. Pujant una muntanya, per exemple, es pot trobar pedres de quars més facetades que d'altres.

dissolució

Quan es dissol un sòlid soluble en aigua, com la sal o el sucre, s'obté una dissolució amb sabor salat o dolç, respectivament. Encara que tots dos sòlids "desapareixen" a l'aigua, i aquesta última pateix un canvi en el seu sabor o conductivitat, no passa cap reacció entre el solut i el solvent.

La sal (ordinàriament clorur de sodi), consta d'ions Na ⁺ i Cl ^-. A l'aigua, aquests ions es solvatan per molècules d'aigua; però els ions no experimenten ni reducció o oxidació.

El mateix passa amb les molècules de sacarosa i fructosa de l'sucre, les quals no trenquen cap dels seus enllaços químics quan interaccionen amb l'aigua.

cristal·lització

Aquí el terme cristal·lització al·ludeix a la formació lenta d'un sòlid en un mitjà líquid. Reprenent l'exemple de la sucre, quan s'escalfa la seva dissolució saturada fins ebullició, deixant-se després en repòs, se'ls està donant prou temps a les molècules de sacarosa i fructosa perquè s'ordenin adequadament i formin així cristalls més grans.

Aquest procés és reversible si es subministra novament calor. De fet, és una tècnica molt utilitzada per purificar les substàncies cristal·litzades d'impureses presents en el medi.

Llums de neó

Llums de neó. Font: Pexels

A les llums de neó s'escalfen gasos (entre diòxid de carboni, neó i altres gasos nobles) per mitjà d'una descàrrega elèctrica. Les molècules de gas s'exciten i pateix transicions electròniques que absorbeixen i emeten radiació mentre passi el corrent elèctric pel gas a baixa pressió.

Si bé els gasos s'ionitzen, la reacció és reversible i pràcticament tornen al seu estat inicial sense la formació de productes. La llum de neó és exclusivament de color vermell, però en la cultura popular es designa incorrectament aquest gas a tots els llums produïdes per aquest mètode, sense importar el color o la seva intensitat.

fosforescència

Adorno fosforescent. Font: Lưu Ly, from Wikimedia CommonsEn aquest punt pot generar-se un debat entre si la fosforescència es relaciona més a un canvi físic o químic.

Aquí, l'emissió de llum és més lenta després de l'absorció de radiació d'alta energia, com la ultraviolada. Els colors són producte d'aquesta emissió de llum a causa de les transicions electròniques dins de les molècules que conformen l'adorn (imatge superior).

D'una banda, la llum interacciona químicament amb la molècula excitant seus electrons; i de l'altra, un cop emesa la llum en la foscor, la molècula no mostra cap trencament dels seus enllaços, la qual cosa s'espera de tota interacció física.

Es parla llavors d'un canvi fisicoquímic reversible, ja que si es col·loca l'adorn a la llum de el sol, reabsorbeix radiació ultraviolada, la qual després alliberarà en la foscor de manera lenta i amb menys energia.

referències

1. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (31 de desembre del 2018). Examples of Physical Changes. Recuperat de: thoughtco.com
2. Roberts, Calia. (11 de maig del 2018). 10 Types of Physical Change. Sciencing. Recuperat de: sciencing.com
3. Wikipedia. (2017). Physical changes. Recuperat de: en.wikipedia.org
4. Clackamas Community College. (2002). Distinction Between Chemical and Physical Changes. Recuperat de: dl.clackamas.edu
5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Química. (8va ed.). Cengage Learning.
6. By Surbhi S. (07 de octubre de 2016). Difference Between Physical Change and Chemical Change. Recuperat de: keydifferences.com