Scienze
Qual è la differenza tra un cambiamento fisico e un cambiamento chimico?
Risposta veloce
In un cambiamento fisico la materia cambia forma o stato ma resta la stessa sostanza (il ghiaccio che fonde). In un cambiamento chimico si formano sostanze nuove (il legno che brucia).
In una frase
In un cambiamento fisico la materia cambia forma, dimensione o stato, ma non si forma nessuna sostanza nuova; in un cambiamento chimico le sostanze si trasformano in sostanze nuove, con proprietà diverse.
Spiegazione
Pensa a una candela accesa. Succedono due cose insieme. Vicino alla fiamma, la cera solida fonde e diventa liquida: è un cambiamento fisico, perché resta cera e torna solida quando si raffredda. Ma la cera brucia anche, e si formano anidride carbonica e vapore acqueo, con luce e calore: è un cambiamento chimico, perché sono comparse sostanze nuove che non torneranno più cera.
candela
uovo
neve
Nei libri di scienze si parla anche di trasformazioni o fenomeni fisici e chimici. Sono cambiamenti fisici:
- i passaggi di stato: fusione, solidificazione, ebollizione, evaporazione, condensazione (vedi solidi, liquidi e gas)
- i cambiamenti di forma o dimensione: tagliare, frantumare, piegare, strappare, macinare
- sciogliere (sale o zucchero in acqua) e mescolare (sabbia e limatura di ferro)
Molti sono facili da invertire (l'acqua ghiaccia di nuovo, il sale ricompare quando l'acqua evapora), ma non tutti: un piatto rotto è comunque un cambiamento fisico, perché i cocci sono ancora dello stesso materiale.
Sono cambiamenti chimici la combustione, la ruggine, cucinare e cuocere al forno, la decomposizione dei cibi, il latte che inacidisce, i fuochi d'artificio, l'aceto con il bicarbonato. Ogni cambiamento chimico è una reazione chimica, e la maggior parte è difficile o impossibile da invertire.
Come si riconosce? Cerca gli indizi di un cambiamento chimico:
- Si libera un gas: bollicine, effervescenza (non dovute all'ebollizione).
- Cambia il colore, e non solo perché si mescolano due colori.
- Cambia la temperatura o compare luce: il miscuglio si scalda o si raffredda da solo, brilla o brucia.
- Si forma un precipitato: mescolando due liquidi compare un solido.
- Un odore nuovo (di uova marce, di pane bruciato, di latte acido).
Questi indizi non sono prove. La domanda decisiva è: si è formata una sostanza nuova?
Pensando alle particelle: in un cambiamento fisico le particelle si avvicinano, si allontanano o si mescolano, ma restano le stesse. In un cambiamento chimico gli atomi si riorganizzano e formano particelle nuove. Nessun atomo si crea o si distrugge, quindi in un recipiente chiuso la massa totale si conserva (legge di Lavoisier).
Esempi
| Cambiamento | Fisico o chimico? | Perché |
|---|---|---|
| Il ghiaccio che fonde | fisico | resta acqua, ora liquida; può ghiacciare di nuovo |
| Zucchero sciolto nel tè | fisico | lo zucchero c'è ancora (il tè è dolce) |
| Tagliare la carta | fisico | pezzi più piccoli della stessa carta |
| Un chiodo che arrugginisce | chimico | il ferro reagisce con ossigeno e acqua e forma la ruggine (ossido di ferro) |
| Cuocere un uovo al tegamino | chimico | l'albume diventa bianco e sodo per sempre |
| Aceto e bicarbonato | chimico | bollicine di un gas nuovo, l'anidride carbonica |
| L'acqua che bolle | fisico | le bolle sono vapore acqueo, è sempre acqua |
| Tostare il pane | chimico | si formano sostanze brune nuove e un odore nuovo |
Errori comuni
- «Se non si può tornare indietro, è chimico.» Non sempre. Rompere un bicchiere o strappare la carta è irreversibile, ma non si forma nessuna sostanza nuova: è fisico.
- «Le bolle indicano sempre un cambiamento chimico.» L'acqua che bolle fa bolle perché l'acqua liquida diventa vapore: è fisico. Le bolle contano solo se si forma un gas nuovo.
- «Quando si scioglie, lo zucchero sparisce.» Le sue particelle si distribuiscono tra quelle dell'acqua. Se l'acqua evapora, lo zucchero ricompare.
- Confondere fondere e sciogliere. Fondere richiede calore e una sola sostanza (ghiaccio → acqua). Sciogliere richiede un solido e un liquido (zucchero nell'acqua). Sono entrambi fisici.
Passo dopo passo
Passo dopo passo
- Fai la domanda chiaveAlla fine c'è una sostanza nuova o è la stessa in un'altra forma?
- Cerca un passaggio di stato, di forma o di dimensioneFondere, ghiacciare, bollire, tagliare, frantumare o sciogliere indicano un cambiamento fisico.
- Controlla gli indiziGas, colore, calore o luce, precipitato, odore nuovo indicano un cambiamento chimico.
- Chiediti se la sostanza si recuperaRaffreddando, scaldando o facendo evaporare, ritroveresti la sostanza di partenza? Se sì, probabilmente è fisico.
- Motiva con le proveDi' che cosa hai osservato e perché dimostra che si è formata (o no) una sostanza nuova.
Esercizi
Fisico o chimico? Spiega perché
Prova ogni esercizio, poi controlla la risposta.
- Il ghiaccio fonde.
Mostra la soluzione
Fisico: resta acqua, ora liquida, e può ghiacciare di nuovo. - Tostare il pane.
Mostra la soluzione
Chimico: il pane diventa bruno e ha un odore diverso. Si formano sostanze nuove e non si può tornare indietro. - Sciogliere lo zucchero nel tè.
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Fisico: lo zucchero c'è ancora. Se l'acqua evapora, restano i cristalli. - Un chiodo di ferro arrugginisce.
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Chimico: il ferro reagisce con ossigeno e acqua e forma la ruggine (ossido di ferro), una sostanza nuova, bruna e friabile. - Tagliare la carta a pezzi.
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Fisico: pezzi più piccoli della stessa carta. Irreversibile, ma nessuna sostanza nuova. - Cuocere un uovo al tegamino.
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Chimico: le proteine cambiano per sempre. L'albume trasparente diventa bianco e sodo. - L'acqua bolle nel bollitore.
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Fisico: le bolle sono vapore acqueo, che è sempre acqua. - Aceto e bicarbonato fanno bollicine.
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Chimico: le bollicine sono anidride carbonica, un gas nuovo prodotto dalla reazione. - Il latte inacidisce.
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Chimico: alcuni batteri trasformano lo zucchero del latte in acido lattico: odore nuovo, sapore nuovo, grumi. - Schiacciare una lattina.
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Fisico: cambia solo la forma; resta alluminio. - Esplodono i fuochi d'artificio.
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Chimico: luce, calore, scoppio e fumo mostrano che si formano sostanze nuove. - Il vapore acqueo forma goccioline su un vetro freddo.
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Fisico: condensazione, da gas a liquido. Resta acqua. - Un tetto di rame diventa verde con gli anni.
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Chimico: il rame reagisce con sostanze dell'aria e della pioggia e forma uno strato verde nuovo. - Una pastiglia effervescente in un bicchiere d'acqua.
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Chimico: le bollicine sono anidride carbonica, che si forma quando un acido e un bicarbonato della pastiglia reagiscono nell'acqua. - Il sale che resta quando l'acqua di mare evapora.
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Fisico: il sale era già sciolto nell'acqua; l'evaporazione lo separa soltanto. - Una candela accesa.
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Tutti e due: la cera che fonde è un cambiamento fisico, la cera che brucia un cambiamento chimico (produce anidride carbonica e vapore acqueo).
Problemi
Spiega gli indizi
Prova ogni esercizio, poi controlla la risposta.
- Maya scalda una polvere bianca. Diventa nera e manda un odore forte. C'è stato un cambiamento chimico? Indica due indizi.
Mostra la soluzione
Sì, un cambiamento chimico. Indizi: cambio di colore e odore nuovo, segni di sostanze nuove. - Leo mescola sabbia e limatura di ferro, poi toglie tutto il ferro con una calamita. Fisico o chimico?
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Fisico. Il miscuglio non ha formato sostanze nuove: i due materiali escono immutati. - Si mescolano due liquidi trasparenti e compare un solido giallo torbido. Come si chiama questo solido e che tipo di cambiamento è?
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Il solido è un precipitato, e la sua comparsa indica un cambiamento chimico. - Sam dice: «Rompere un bicchiere è un cambiamento chimico, perché non si può rimettere insieme.» Ha ragione?
Mostra la soluzione
No. I cocci sono sempre vetro, nessuna sostanza nuova. È un cambiamento fisico, anche se irreversibile. - Un sacchetto chiuso con bicarbonato e aceto ha una massa di 120 g. Le sostanze reagiscono e il sacchetto si gonfia. Quanto pesa dopo?
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120 g. Il sacchetto è chiuso e l'anidride carbonica non può uscire. Gli atomi si riorganizzano senza perdersi: la massa si conserva. - Perché le bolle dell'acqua che bolle non dimostrano un cambiamento chimico, mentre quelle di aceto e bicarbonato sì?
Mostra la soluzione
Le bolle dell'acqua che bolle sono vapore acqueo, la stessa sostanza in un altro stato. Quelle dell'aceto sono anidride carbonica, una sostanza nuova.
Domande frequenti
Che cosa sono i cambiamenti fisici e chimici della materia?
Sono i due modi in cui la materia può cambiare. Nei fisici la sostanza resta la stessa (cambia stato, forma o dimensione). Nei chimici si trasforma in sostanze nuove.
Quali sono esempi di cambiamenti fisici e chimici?
Fisici: ghiaccio che fonde, acqua che bolle, sale che si scioglie, carta tagliata, lattina schiacciata. Chimici: legno che brucia, ferro che arrugginisce, torta che cuoce, uovo al tegamino, latte che inacidisce.
Come si spiegano i cambiamenti fisici e chimici ai bambini?
Con una domanda semplice: «È venuto fuori qualcosa di nuovo?». Il ghiaccio sciolto è ancora acqua (fisico); il pane tostato non è più pane normale, ha un altro odore e sapore (chimico).
Sciogliere è un cambiamento fisico o chimico?
Di solito fisico: lo zucchero o il sale nell'acqua restano zucchero o sale, e si recuperano facendo evaporare l'acqua. Una pastiglia effervescente invece reagisce chimicamente.
Cucinare è un cambiamento chimico?
Quasi sempre sì: cuocere al forno, friggere, tostare e arrostire producono sostanze nuove. Alcuni passaggi sono fisici, come sciogliere il burro o far bollire l'acqua.
Un cambiamento chimico si può invertire?
La maggior parte no, non facilmente. Alcuni si invertono con un'altra reazione, come quando si ricarica una batteria, ma non basta raffreddare o asciugare i prodotti per ritrovare le sostanze iniziali.
Quiz veloce
Cambiamenti fisici e chimici
Metti alla prova ciò che sai con 5 domande veloci.
Domanda 1 di 5
Quale di questi è un cambiamento chimico?
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