تغییرات ماده
هر آنچه که جرم دارد و فضا اشغال می‌کند ماده نامیده می‌شود. مواد مختلف یعنی عنصرها، ترکیب‌ها و مخلوط‌ها همیشه به یك صورت باقی نمی‌مانند و ممكن است تغییر كنند. می‌دانیم كه همه مواد از نظر رنگ، حجم، بو، سختی و نرمی با هم متفاوتند و علی رغم این تفاوت‌ها پاره‌ای از مواد به هم شبیه هستند...
موادی که در طبیعت وجود دارند به طور عمده دارای یک سری خواص فیزیکی و شیمیایی هستند. آشنایی با انواع خواص می‌تواند به ما در درک تغییرهای پیوسته‌ای که درون و پیرامون مواد روی می‌دهد کمک کند. حالت ماده در دمای محیط (جامد و مایع و گاز بودن)، رنگ و شکل نقطه‌ای ذوب یا انجماد نقطه جوش انحلال پذیری میزان رسانای الکتریکی از جمله خواصی هستند که به آن خواص فیزیک می‌گویند. از طرفی خواص شیمیایی ماده به مجموعه خواصی گفته می‌شود که تمایل یا عدم تمایل آن ماده برای شرکت در یک تغییر شیمیایی را بیان می‌کند؛ برای نمونه اشتعال پذیری برای کاغذ یک خاصیت شیمیایی برای آن به حساب می‌آید. تمایل و یا عدم تمایل یک ماده به اکسید شدن، زنگ زدن، ترکیب شدن ، تجزیه پذیری و از خواص شیمیایی مواد می‌باشد.
تغییرات فیزیکی
هنگامی که یک ورق کاغذ پاره می‌شود تنها ابعاد آن تغییر می‌کند در این هنگام می‌گوییم که ورقه کاغذ تغییر کرده است. در این تغییر جنس ورقه تغییر نمی‌کند یعنی کاغذ به ماده دیگری تبدیل نمی‌شود؛ ذوب شدن یخ و تبدیل آن به آب یک تغییر فیزیکی است بر اثر وقوع این تغییر برخی از خواص فیزیکی آب تغییر می‌کند ولی آب به ماده دیگری تبدیل نمی‌شود.
در تغییرات فیزیکی اندازه حالت یا شکل ماده تغییر می‌کند اما مولکول ماده دچار تغییر نمی‌شود و ماده جدیدی به دست نمی‌آید (ماده اولیه به ماده‌ی دیگری تبدیل نمی‌شود) مانند تبدیل گندم به آرد، حل شدن شکر در آب، حل شدن نمک در آب، تراشیدن مداد، خرد کردن خوشه‌های گندم، خم شدن آهن، بریدن چوب، تشکیل ابر، بارش باران، انبساط و انقباض، ذوب شدن، انجماد، تبخیر، تقطیر، میعان، جوشیدن، تصعید، چگالش، جذب آهن توسط آهن ربا، قالب ریزی فلزات، حل شدن اکسیژن در آب، فرسایش خاک، تغییرات حاصل از زلزله، جا به جا شدن خاک‌ها، رنگ کردن کاغذ با آبرنگ و ...جزئی از تغییرات فیزیکی هستند.
تغییرات شیمیایی
اگر با پاره کردن کاغذ جنس آن تغییر نمی‌کند ولی سوزاندن آن کاغذ به ماده جدیدی تبدیل می‌شود که خواص کاغذ اولیه را ندارد، در این جا دچار یک تغییر شیمیایی شده است. در تغییرات شیمیایی ساختمان مولکولی و خاصیت ماده به کلی تغییر می‌کند و به ماده‌ی جدیدی تبدیل می‌شود. این تغییر در مولکول‌ها سبب تغییراتی در رنگ، بو و مزه می‌شود. جرم در تغییرات شیمیایی ثابت است و جرم مواد اولیه برابر جرم مواد به دست آمده (محصولات) می‌باشد. وجه تشابه تمام تغییرات شیمیایی این است که همیشه نوعی مولکول به نوعی دیگر تبدیل می‌شود. مثلاً کپک زدن نان، پختن تخم مرغ، پختن غذا، سوختن چوب، ترش شدن شیر، زرد شدن برگ درختان، گوارش غذا (هضم غذا)، زنگ زدن آهن، جزئی از تغییرات شیمیایی هستند.
در اثر تغییر شیمیایی انرژی شیمیایی ماده نیز می‌تواند آزاد شود. یک حبه قند و تمام شیرینی‌ها، بنزین و تمام سوخت‌ها انرژی شیمیایی دارند و در صورت سوختن یا ایجاد یک تغییر شیمیایی این انرژی در آن‌ها آزاد می‌شود.
هنگام سوختن كاغذ، مولكول‌های بزرگ سلولز (نوعی پلیمر طبیعی از خانواده‌ی كربوهیدرات‌ها كه ماده‌ی اصلی سازنده‌ی چوب و كاغذ است) با مولكول‌های اكسیژن واكنش می‌دهند.
طی این واكنش، گاز کربن دی‌اکسید و بخار آب ایجاد می‌شود. از آن جا كه به دلیل وجود برخی مواد معدنی در ساختار كاغذ، سوختن آن به طور كامل صورت نمی‌گیرد، مقداری كربن به صورت زغال و مواد معدنی نسوز كه در هنگام تولید كاغذ برای استحكام بخشیدن یا براق كردن به آن افزوده می‌شود، به شكل خاكستر بر جای می‌ماند.
همان طور كه در این شكل می‌بینید، ذره‌های سازنده‌ی كاغذ پس از انجام شدن واكنش در آرایش تازه‌ای مشاهده می‌شوند و در واقع، به ذره‌های كوچك‌تر و نوع جدیدی از مولكول‌های سازنده‌ی مواد دیگری تبدیل می‌گردند. هم زمان با تغییر ساختار ذره‌های سازنده‌ی كاغذ، مولكول‌های اكسیژن نیز دچار تغییر می‌شوند و اتم‌های اكسیژن سازنده‌ی آن‌ها در ساختار ذره‌ای تازه قرار می‌گیرندكه مولكول‌های مواد شیمیایی جدیدی هستند.
تغییرهای شیمیایی با سرعت‌های متفاوتی روی می‌دهند. در واقع آهسته و برخی تند پیش می‌روند. اگر سرعت یك واكنش شیمیایی را سرعت مصرف شدن مواد واكنش دهنده با سرعت تولید فرآورده‌های آن واكنش در نظر بگیریم. در این صورت واكنشی مانند انفجار مواد منفجره، كه در آن ده‌ها یا صدها كیلوگرم ماده منفجره در كمتر از یك ثانیه مصرف می‌شود را می‌توان یك واكنش بسیار سریع دانست. این در حالی است كه روزها طول می‌کشد تا فقط سطح یك تیرآهن از زنگ آهن پوشیده شود. بدین علت زنگ زدن آهن از جمله واکنش‌های شیمیایی آهسته به شمار می‌آید.
مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: مرتضی عرفانیان
تنظیم: مریم فروزان کیا
