Una sostanza subisce un cambiamento chimico quando la sua struttura molecolare viene modificata aggiungendo energia alla sostanza o mescolando due sostanze insieme. In entrambi i casi, i legami chimici all’interno della struttura atomica si rompono e si riattaccano per formare un’altra sostanza. La nuova sostanza di solito ha proprietà fisiche e chimiche diverse rispetto all’originale.
Ci sono due tipi di cambiamenti nella chimica. Un cambiamento fisico è quando la forma della sostanza cambia, come i normali cambiamenti di fase nell’acqua a causa della temperatura. Quando la temperatura aumenta dal punto di congelamento dell’acqua, cambia dalla forma solida dell’acqua, il ghiaccio; alla forma liquida, acqua; alla forma gassosa, vapore.
Un cambiamento chimico si verifica quando una sostanza viene trasformata in un’altra sostanza a livello atomico e le reazioni chimiche possono essere classificate in quattro gruppi. Una reazione di sintesi si verifica quando due o più materiali semplici vengono combinati per creare un terzo materiale più complicato. Una reazione di decomposizione è la scomposizione di una sostanza più complessa nelle sue parti semplici. Nelle reazioni di sostituzione singola, un elemento ha sostituito un altro elemento in un materiale più complesso per creare una nuova sostanza. Le reazioni di doppia sostituzione sono simili alle reazioni di singola sostituzione, solo con due elementi in un materiale che sostituiscono due elementi in un altro composto per creare il materiale finale.
Le leggi della massa e della conservazione dell’energia affermano che né la massa né l’energia vengono create o distrutte, ma solo cambiate in uno stato diverso. Pertanto, i cambiamenti chimici sono anche classificati in base a ciò che accade all’energia come risultato della reazione. Le reazioni endotermiche assorbono energia, solitamente calore o energia elettrica. Le reazioni esotermiche producono energia, facendo sentire la sostanza calda a causa dell’energia proveniente dai legami chimici delle sostanze.
Ci sono diversi modi per dire se si è verificato un cambiamento chimico. Un cambiamento nel colore di una sostanza può significare che ha avuto luogo un cambiamento chimico. I cambiamenti di colore delle foglie in autunno, il bruno-rossastro della ruggine e l’imbrunimento della polpa di una mela sono tutti esempi di cambiamenti chimici mostrati dai cambiamenti di colore in una sostanza.
Un cambiamento nell’odore di una sostanza può anche essere un segno che ha avuto luogo un cambiamento chimico. L’odore solforico delle uova marce e l’odore del latte avariato sono segni che le uova e il latte hanno subito reazioni chimiche. Mentre l’odore è, forse, più evidente, potrebbero esserci anche altre indicazioni visibili di tale cambiamento.
A differenza dei cambiamenti fisici, i cambiamenti chimici sono irreversibili. Rompere una lattina di alluminio con il piede è un cambiamento fisico. In teoria, è possibile rimuovere le ammaccature e le rughe messe nell’alluminio e riportarlo allo stato originale. Bruciare un pezzo di carta è un cambiamento chimico. Una volta bruciato, non può essere incombusto.