همان‌طور که می‌دانید، در علوم سوم دبستان آموختید که همه چیزهای اطراف ما ماده نامیده می‌شوند. همچنین در علوم سال سوم آموختید که خواص فیزیکی مواد کدام‌ها هستند و فهمیدید که در تغییرات فیزیکی ماده جنس و ماهیت ماده عوض نمی‌شود! بلکه آن چه تغییر می‌کند، تنها شکل ظاهری ماده می‌باشد.
سپس در علوم پنجم، آموختید که مواد اطراف ما دائمأ در حال تغییر هستند. در بعضی از این تغییرها جنس ماده تغییر می‌کند و ماده جدیدی به وجود می‌آید. اما در برخی دیگر، جنس ماده تغییر نمی‌کند. پس براساس همین مبنا، تغییرات مواد به دو دسته شیمیایی و فیزیکی دسته‌بندی می‌شوند. اما امروز در این مقاله از سایت بخون، به سراغ آموزش فصل دو علوم هشتم با عنوان تغییرهای شیمیایی در خدمت زندگی، خواهیم رفت.
در این فصل به مطالعه گسترده‌تری از تغییرات شیمیایی خواهیم پرداخت و نقش این تفییرات در زندگی روزمره و کاربرد آن‌ها را خواهیم آموخت. اما شما عزیزان، اگر هنوز مطالعه مقاله آموزش فصل اول علوم هشتم را شروع نکرده‌اید، پیشنهاد می‌کنم از طریق لینک قرار داده شده مطالعه نمایید. همچنین برای دسترسی به سایر مقالات آموزش علوم هشتم، لینک قرار داده شده را دنبال کنید سپس، تا انتها مقاله همراه ما بمانید ..
علوم هشتم فصل 2 | تغییرهای شیمیایی در همه جا مشاهده می‌شوند
طبق گفته کتاب همه مواد شیمیایی انرژی دارند. با روش‌های مختلف از انرژی ذخیره شده در مواد میتوان استفاده کرد. حالا این سوال پیش می‌آید آیا انرژی میتوان انرژی شیمیایی مواد را به انرژی الکتریکی و گرمایی تبدیل کرد؟ بله، چون انرژی می‌تواند به صورت‌های مختلف تبدیل شود.
اگر یک لیوان شیر را در هوای آزاد قرار دهیم قطعا تغییر می‌کند و خواص آن نیز تغییر می‌کند. چند تغییر دیگر تغییر ساختمان‌ها، زنگ‌زدن فلزات، تغییر رنگ پارچه را میتوان نام برد. این تغییر می‌تواند مفید و مضر باشد. برای مثال ترش‌شدن شیر تغییری مضر است. چون قابل خوردن نیست. باید مقدار زیـادی انرژی و پول هزینه کنیم بتوانیم شیر را برای مدت طولانی‌تری قابل استفاده نگه داریم؛ در حالی که پختن غذا تغییر شیمیایی مفیدی است و کمک می‌کند تا گوارش آن در بدن ما آسان‌تر انجام شود.
با توجه به شکل زیر می‌توانید چند تغییر را با هم ببینید که برای همه شما آشنا هستند:
آتش‌سوزی در جنگل، پیرشدن، فاسدشدن سیب، زنگ‌زدن آهن و پوسیدن کاغذ جزو تغییرات شیمیایی مضر است. آتش‌سوزی در جنگل به دو دلیل مضر است:
- از بین رفتن گونه‌های گیاهی و جانوری
- آلوده‌شدن محیط زیست
این نکته هم بگوییم که سوختن جنگل از یک طرف باعث فعال شدن دانه سخت و نهفته درختان در روی زمین می‌شود. آتش‌سوزی کنترل شده مفید می‌باشد. مفید یا مضر بودن یک تغییر نسبی است و بستگی به نتیجه و واکنش دارد؛ مثلأ فاسد شدن گوشت خوراکی مضر است ولی فاسد شدن گوشت حیواناتی که در طبیعت می‌میرند و در چرخه مواد قرار می‌گیرند، مفید است.
فاسد شدن میوه در طبیعت بسیار مفید است؛ چون اگر این اتفاق نیافتد، نمی‌توانیم کشاورزی کنیم. همچنین یک مثال دیگر را اگر بیان کنیم، مانند: کتاب که فاسدشدن آن مضر است، اما رها کردن کاغذ در طبیعت مفید محسوب می‌شود. پس در کل می‌گوییم ممکن است یک تغییر در یک زمان مضر باشد ولی در زمان دیگر مفید باشد. پس تغییرات نسبی است و بستگی به شرایط دارد. تغییرات با توجه به شرایط و انرژی به دو دسته تقسیم می‌شوند:
- تغییرات گرماگیر
- تغییرات گرماده
تغییرات گرماده: تغییراتی هستند که هنگام انجام‌شدن به ما انرژی یا گرما می‌دهند. به بیان دیگر، اگر انرژی واکنش‌دهنده (موادی که در ابتدا واکنش وجود دارد) بیشتر از انرژی فراورده باشد، جزو تغییرات گرماده هستند. مانند: انجماد، چگالش، سوختن، میعان و … . برای دسترسی آسان‌تر به دریایی از مقالات مرتبط با علوم هشتم، لینک قرار داده شده را، دنبال نمایید.
تغییرات گرماگیر: تغییراتی هستند که هنگام انجام‌شدن از ما انرژی یا گرما می‌گیرند. به بیان دیگر اگر انرژی فراورده بیشتر از انرژی واکنش‌دهنده (موادی که در ابتدا واکنش وجود دارند) باشد، می‌توانیم بگوییم تغییرات گرماگیر است. مانند: ذوب، تبخیر، واکنش قرص جوشان در آب، تصعید و … .
تا به حال از خودتان پرسیده‌اید که باکتری‌ها چه تغییراتی می‌توانند داشته باشند! باکتری‌ها هم می‌توانند تغییرات مضر هم تغییرات مفید داشته باشند. بیشتر باکتری‌ها مفید هسـتند. آن‌ها می‌توانند سـبب تغییرهای شیمیایی گوناگونی شـوند؛ برای مثال، اَسِـتوباکتری سبب تبدیل انگور به سرکه و لاکتوباسیل سبب تبدیل شیر به ماست می‌شود. ماست زیست‌یار (پروبیوتیک) با استفاده از باکتری‌های مفید تهیه می‌شود.
سوال: به نظر شما چگونه میتوان نشان داد که در هر تغییر شیمیایی انرژی آزاد یا مصرف می‌شود؟ با استفاده از دماسنج اگر دماسنج کاهش دما را نشان دهد واکنش گرماگیر است و اگر دماسنج افزایش دما را نشان دهد گرماده است. شما عزیزان می‌توانید با مراجعه به لینک گام به گام علوم هشتم، تمامی مقالات مربط با گام به گام علوم پایه هشتم را به صورت فصل به فصل مشاهده نمایید.
نشانه‌های تغییرات شیمیایی عبارتند از:
- تشکیل رسوب
- تغییر رنگ
- آزاد شدن نور و گرما
- خروج گاز
نکته مهم: خروج گاز همواره نشان‌دهنده یک نشانه شیمیایی نیست! بعنوان مثال: اگر آب را گرم کنیم، تغییر حالت می‌دهد و به بخار آب تبدیل می‌شود که تبخیر یک ماده، یک تغییر فیزیکی محسوب می‌شود.
فصل 2 علوم هشتم |سوختن، روشی برای استفاده از انرژی شیمیایی مواد
منظور از سوختن چیست؟ سوختن چه فوایدی برای ما دارد؟ سوختن، تغییری شیمیایی است که با تولید نور و گرما همراه است. از همین رو، انسان‌ها برای گرم‌کردن خانه، به حرکت در آوردن خودروها و کارهای بسیار دیگری موادی مانند: چوب، زغال سنگ، نفت، گازوئیل و گاز طبیعی را می‌سوزانند.
حالا در اینجا می‌رسیم به این که منظور از سوختن مهارشده و مهارنشده چیست؟ سوختن مواد را باید مهار کرد؛ زیرا در غیر این صورت، نمی‌توانیم از انرژی شیمیایی آزادشده آن‌ها به درستی استفاده کنیم. حتی گاهی ممکن است سوختن گسترش یابد؛ به طوری که مهار آن از دست ما خارج شود که در آن صورت خسارت‌هایی به بار می‌آورد؛ برای نمونه: آتش‌سوزی در جنگل‌ها، مزارع، کارخانه‌ها و … نتیجه سوختن مهار نشده است.
به نظر شما چه عواملی سبب سوختن می‌شود؟ گرما، اکسیژن و مواد سوختی (اگر هر کدام از این سه مورد وجود نداشته باشد سوختن انجام نمی‌شود). چگونه میتوان آ‌نرا مهار کرد؟ یا به عبارت بهتر، برای خاموش کردن آتش میتوان به وسیله گرما، اکسیژن و سوخت هر آتشی را ایجاد، نگهداری و خاموش کرد. (مثلث آتش)
مقدار اکسیژن با زمان روشن ماندن شمع در یک ظرف در بسته چه رابطه‌ای دارد؟ هر چه مقدار هوا درون ظرف بیشتر باشد، شمع، زمان بیشتری روشن می‌ماند؛ زیرا اکسیژن بیشتری در ظرف وجود دارد. گازهای اصلی تشکیل‌دهنده هوا، نیتروژن و اکسیژن هستند. 21 درصد این گازها را اکسیژن تشکیل می‌دهد. در هوا پاک گاز کربن‌دی‌اکسید 0.003 درصد است. به شکل زیر توجه کنید:
آیا تا به حال اسم پارافیین به گوش شما خورده است؟ پارافین (شمع) به دسته‌ای از مواد به نام هیدروکربن (آلکان‌ها) تعلق دارند. هیدروکربن‌ها از دو عنصر هیدروژن و کربن تشکیل شده‌اند. ذره سازنده هیدروکربن‌ها مولکول‌ها هستند و انواع مختلفی مانند: آلکان‌ها، آلکن‌ها و آلکین‌ها دارند. همچنین تعداد کربن‌های آن‌ها بیشتر از 20 است.
فراورده‌های سوختن | فصل دوم علوم هشتم
قبل از هر چیز در این قسمت باید در مورد معادله نوشتاری سخن بگوییم. برای نشان دادن رابطه میان واکنش‌دهنده‌ها و فروارده‌ها از معادله نوشتاری استفاده می‌شود. موضوع سوختن را با یک مثال شروع می‌کنیم. برای مثال: سوختن شمع و این که از سوختن شمع چه فراورده‌هایی تولید می‌شود؟ شـمع که از جنس پارافین است، در حضور شـعله و اکسـیژن می‌سوزد و گاز کربن دی‌اکسید، بخار آب، نور و گرما تولید می‌کند. این تغییر شیمیایی را به صورت زیر (معادله نوشتاری سوختن شمع) نشان می‌دهند:
در این نوع سوختن، اگر بخواهیم واکنش‌دهنده و فراورده را مشخص کنیم، باید بگوییم که در این تغییر شیمیایی، گاز اکسیژن و شمع که دچار تغییر شیمیایی می‌شوند، واکنش‌دهنده نام دارند و به بخار آب و گاز کربن‌دی‌اکسید، که در اثر تغییر شیمیایی تولید می‌شوند، فراورده گفته می‌شود.
چه زمانی در اثر سوختن، کربن مونوکسید تولید می‌شود؟ در اثر سوختن چوب و گاز در فضا بسته یا اتاقی که هوا در آن جریان ندارد، علاوه‌بر گاز کربن دی‌اکسید و بخار آب، گاز کربن مونوکسید نیز تولید می‌شود. سپس می‌رسیم به ویژگی‌های گاز کربن مونوکسید، گازی بی‌رنگ، بی‌بو و بسیار سمی و کشنده است؛ به طوری که، هرگاه یک نفر به مدت چند دقیقه در معرض این گاز قرار بگیرد، مسموم می‌شود و ممکن است بمیرد.
پس فهمیدیم این گاز خطرناک است. اما چگونه میتوان از خطر گاز کربن دی‌اکسید در امان بود؟ به یاد داشته باشید که همواره در اتاقی که هیمه‌سوز (شومینه) و بخاری روشن است، باید هوا جریان داشته باشد؛ برای این منظور بهتر است پنجره‌ها را کمی باز نگه دارید. شکل زیر نیز مثلث آتش است که در بالا به آن اشاره شده است.
یک واکنش هر چند گرماده نیز باشد، برای شروع واکنش همیشه مقداری گرما لازم دارد که به آن انرژی فعال‌سازی می‌گویند. به نظر شما آیا میتوان گرمای لازم برای شروع سوختن مواد را به روش‌های دیگری نیز فراهم کرد؟ به چه روش‌هایی؟ بله، الکتریسیته، جرقه الکتریکی و اصطکاک. مانند: روشن کردن کبریت
اکسیژن از مهمترین فاکتورها در فرایند سوختن می‌باشد؛ پس هر قدر اکسیژن بیشتر باشد، سوختن سریع‌تر و شدیدتر است. پس به طور کلی، فاکتورهای زیر سوختن را تحت تأثیر قرار می‌دهند:
- اگر میزان اکسیژن کافی باشد، سوختن کامل است و فراورده آن کربن دی‌اکسید و بخار آب است.
- اگر میزان اکسیژن کم باشد، سوختن ناقص است و فراورده آن کربن دی‌اکسید، بخار آب و کربن مونوکسید است.
- اگر میزان اکسیژن خیلی کم باشد، سوختن ناقص است و فراورده آن کربن دی‌اکسید، بخار آب، کربن مونوکسید و دوده است.
نکته مهم: آتشی را که بر اثر بنزین، فلزات قلیایی و وسایل برقی به وجود آمده باشد را، نباید با آب خاموش کرد؛ پس حتمأ باید از کربن دی‌کسید استفاده کرد. مخاطب عزیز سایت بخون، با دنبال کردن لینک هشتم، اقیانوسی از مقالات مختلف آموزشی مرتبط با دروس کلاس هشتم را به صورت کاملأ رایگان، از آن خود کنید.
درس دوم علوم هشتم | آزادشدن انرژی با تغییر شیمیایی در بدن جانداران
به نظر شما آزادشدن انرژی با تغییر شیمیایی در بدن جانداران چگونه انجام می‌گیرد! انسان‌ها انرژی مورد نیاز خود برای راه رفتن، فکرکردن، کارکردن و … را با سوزاندن مواد غذایی‌ای به دست می‌آورند که می‌خورند. در بدن انسان‌ها و جانوران دیگر، شعله یا جرقه برای سوختن مواد غذایی وجود ندارد؛ پس مواد غذایی در بدن موجودات زنده چگونه می‌سوزند؟ به کمک موادی به نام کاتالیزگر که سرعت واکنش‌های شیمیایی را زیاد می‌کنند، اما خود دچار تغییر شیمیایی نمی‌شوند. موادی که در بدن باعث سوختن غذا در سلول‌ها و تولید انرژی می‌کنند آنزیم نام دارد که کاتالیزگر زیستی هستند.
حبه قند آغشته به خاک باغچه سریع‌تر از قند معمولی می‌سوزد. در واقع در خاک باغچه شامل ماده‌ای است که کمک می‌کند سوختن قند آسان‌تر انجام شود. این ماده کاتالیزگر نام دارد. در بدن موجودات زنده نیز کاتالیزگرهای گوناگونی به نام آنزیم وجود دارند. آنزیم‌ها سبب می‌شوند تغییرات شیمیایی در بدن موجودات زنده سریع‌تر انجام شوند.
عمل تنفس چیست؟ گلوکز در بدن موجدات زنده در حضور آنزیم با اکسیژن هوا ترکیب و ضمن آزاد کردن انرژی به کربن دی اکسید و بخار آب تبدیل می‌شود که سبب فرایند تنفس می‌شود. بخونی‌های دوست داشتنی، با مراجعه به لینک نمونه سوال علوم هشتم، قدم به دنیا بی‌نهایت نمونه سوال رایگان بگذارید.
راه‌های آزاد کردن انرژی شیمیایی ذخیره شده در مواد
- سوزاندن (شامل سوخت‌ها)
- تغییرات شیمیایی درون سلولی (مواد غذایی)
- واکنش شیمیایی سریع (انفجار)
- واکنش شیمیایی درون مولکولی (باتری)
راه‌های دیگر استفاده از انرژی شیمیایی مواد | علوم هشتم
یک تیغه مسی (چند عدد سکه مسی) و یک تیغه آهنی (چند عدد میخ آهنی) را در نظر بگیرید. آیا در این مواد انرژی شیمیایی نهفته اسـت؟ بله. اگر آن‌ها را به یکدیگر متصل کنید، چه اتفاقی میافتد؟ هیچ اتفاقی نمی‌افتد. آیا سوختن تیغه آهنی یا مسی روش مناسبی برای به کارگیری انرژی شـیمیایی آن‌هاست؟ خیر. آیا میتوان انرژی شیمیایی موجود در این دو فلز را به انرژی الکتریکی تبدیل کرد؟ بله.
باتری چگونه ساخته می‌شود و در باتری چه تبدیل انرژی صورت می‌گیرد؟ اگر فلزهای مس و آهن را در شرایط مناسب به طور غیرمستقیم به یکدیگر متصل کنید، می‌توانید انرژی الکتریکی تولید کنید. در واقع شما با این کار، یک باتری می‌سازید. در اینجا نیز تغییرهای شیمیایی رخ می‌دهند و انرژی شیمیایی مواد به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. وسایلی که انرژی شیمیایی به نور و الکتریسته تبدیل می‌شود در خودرو، تلفن همراه و ساعت را میتوان نام برد.
قبلأ آموختید که اگر یک قرص جوشـان را در آب بیندازید، تغییر شیمیایی رخ می‌دهد و قرص جوشان به مواد دیگری تبدیل می‌شود. آیا می‌توانید مشخص کنید که گاز تولید شده چیست؟ بله گاز کربن دی‌اکسید. آیا از این تغییر شیمیایی میتوان برای انجام دادن کار استفاده کرد؟ بله! معادله‌ای که در ادامه مطلب مشاهده می‌کنید، معادله نوشتاری واکنش قرص جوشان با آب است.
جمع‌بندی و خلاصه نکات فصل دو علوم هشتم
- در هر تغییر شیمیایی انرژی مواد تغییر می‌کند؛ زیرا مواد دچار تغییر شیمیایی شده‌اند و به ماده دیگری تبدیل شده‌اند.
- دماسنج، ابزاری برای نشان دادن تغییر انرژی در یک تغییر شیمیایی است. از آن جایی که انرژی مواد با هم متفاوت است، این اختلاف به صورت گرما و نور و … مصرف یا آزاد می‌شود.
- در تغییرات شیمیایی مواد جدیدی حاصل می‌شود؛ مانند: تخم مرغ در سرکه، آزمایش کوه آتش‌فشان و سوختن. در اما تغییرات فیزیکی مواد ماهیت اولیه خود را حفظ می‌کند؛ مانند: جوشیدن آب (تبدیل آب مایع به بخار آب) خرد شدن، سائیدن و تمام عمل‌های انجماد، میعان، چگالش، ذوب و تصعید.
- واکنش هر ماده‌ای با گاز اکسیژن اکسایش نام دارد. اگر واکنش اکسایش دو شرط سریع بودن و به همراه آزاد شدن نور و گرما را داشته باشد، واکنش سوختن نام دارد.
- ماده‌ای که برای تأمین انرژی سوزانده می‌شود، سوخت نامیده می‌شود.
- ماده‌ای که طی واکنش دست نخورده باقی می‌ماند و مصرف نمی‌شود، اما سرعت واکنش را تسریع می‌کند که کاتالیزگر گفته می‌شود. برای مثال: طلا، پلاتین، وانادیم نپتا اکسید و … .
- پوسیده شدن جسد گیاهان و جانوران، تبدیل شیر به ماست، تبدیل انگور به سرکه، تبدیل شیر به پنیر و سوزاندن سوخت‌ها جزو تغییرات شیمیایی مفید هستند.
- سوخت‌ها از لحاظ حالت ماده به سه دسته تقسیم می‌شوند: 1. گازها (مانند گاز طبیعی)، 2. مایعات (مانند نفت، بنزین و گازوئیل) و 3. جامدات (مانند چوب، زغال سنگ و زغال چوب)
- همواره در واکنش‌های شیمیایی مجموع جرم فراورده‌ها با مجموع جرم واکنش‌دهنده‌ها، برابر است.
سخن پایانی
خب دوستان عزیز به پایان مقاله آموزش فصل دو علوم هشتم رسیدیم. اما برای اطلاع از تازه‌ترین مقالات منتشر شده سایت بخون، حتمأ در قسمت خبرنامه سایت ثبت نام کنید و از قسمت ارسال دیدگاه‌های سایت، سوالات، نظرات و پیشنهادات خود را برای ما ارسال کنید و انتقادات خود را با ما در میان بگذارید. همچنین در صورت تمایل و رضایت خاطر، جهت ارتقا سطح کیفیت مقالات، با رنگی کردن ستاره‌ها، به ما امتیاز داده و موجب قوت قلب و دل‌گرمی ما بخونی‌ها باشید.
سوالات متداول
- آیا در مقاله آموزش فصل دو علوم هشتم، جواب فعالیتها و فکر کنیدها نیز آورده شده است؟
خیر، این مقاله شامل آموزش خط به خط کتاب درسی است؛ برای مطالعه جواب فکر کنیدها و فعالیتها به مقاله گام به گام علوم که لینک آن در متن مقاله موجود است، مراجعه کنید. - آیا اموزش مقاله فصل دو علوم هشتم کامل و مناسب امتحانات است؟
بله در این مقاله آموزش خط به خط کتاب درسی به همراه نکات پیشرفته، قرار داده شده است.
