Fenomene și proprietăți

Un fenomen este orice schimbare observată în natură sau în laborator. În fenomenul fizic substanța își păstrează compoziția, deși se schimbă forma, mărimea sau starea de agregare. Sunt fenomene fizice topirea gheții, fierberea apei, dizolvarea zahărului în apă, zdrobirea unui cristal de sare și lungirea unui fir metalic încălzit. Schimbările de stare au nume proprii: topirea (solid în lichid), solidificarea (lichid în solid), vaporizarea (lichid în gaz), condensarea (gaz în lichid), sublimarea (solid direct în gaz, ca la naftalină) și desublimarea (gaz direct în solid, ca la brumă).

În fenomenul chimic, numit și reacție chimică, substanțele inițiale (reactanții) se transformă în alte substanțe (produșii de reacție). Sunt fenomene chimice arderea lemnului, ruginirea fierului, coacerea pâinii și arderea magneziului: $2Mg+{\mathrm{O}}_2\to 2MgO$, unde se formează oxidul de magneziu, o pulbere albă. Indiciile unei reacții sunt degajarea unui gaz (bule), formarea unui solid insolubil numit precipitat, schimbarea culorii, apariția unui miros nou, degajarea sau absorbția de căldură și apariția luminii. Un singur indiciu nu ajunge: culoarea se schimbă și când amesteci fizic două soluții colorate. Dovada sigură este substanța nouă, cu proprietăți diferite.

Proprietățile fizice se constată fără a transforma substanța: starea de agregare, culoarea, mirosul, densitatea, solubilitatea, duritatea, conductibilitatea electrică și termică, temperaturile de topire și de fierbere (apa pură se topește la $0{}^{\circ }\mathrm{C}$ și fierbe la $100{}^{\circ }\mathrm{C}$ la presiune normală). Proprietățile chimice arată cum se transformă substanța în altele: combustibilitatea metanului, ruginirea fierului, reacția magneziului cu oxigenul.

Exemplu rezolvat: la o lumânare aprinsă, ce fenomene au loc?

1. Ceara de lângă fitil devine lichidă și redevine solidă când se răcește. Substanța e aceeași, deci topirea este fenomen fizic.
2. Vaporii de ceară ard în flacără: apar lumină și căldură, iar ceara se transformă în dioxid de carbon și vapori de apă. Au apărut substanțe noi, deci arderea este fenomen chimic.
3. Concluzia: aceeași lumânare arată ambele tipuri de fenomene, iar întrebarea de control este mereu „s-a format o substanță nouă?”.

Același test aplicat zahărului: dizolvat în apă și apoi recuperat prin evaporare, zahărul rămâne alb, cu același gust, deci dizolvarea este fizică. Încălzit puternic într-o lingură metalică, zahărul se înnegrește și capătă un miros nou; nu se mai recuperează, deci schimbarea este chimică.

Greșeli frecvente

• Greșit: Dizolvarea zahărului în apă formează o substanță nouă.
  Corect: zahărul rămâne zahăr și se recuperează prin evaporarea apei.
• Greșit: Fierberea apei este fenomen chimic, fiindcă apar bule.
  Corect: bulele sunt vapori de apă; apa rămâne ${\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$, deci fierberea este fenomen fizic.
• Greșit: Orice schimbare de culoare dovedește o reacție chimică.
  Corect: culoarea se schimbă și la un simplu amestec; fenomenul este chimic numai dacă s-a format o substanță nouă.
• Greșit: Topirea lumânării și arderea ei sunt același fenomen.
  Corect: topirea cerii este fizică, iar arderea vaporilor de ceară este chimică.

Înainte și după