중3 과학/물리변화와 화학변화/화합,분해

요리할 때는 다양한 물질의 변화가 관찰된다. 채소를 자르면 채소의 모양이 변하고, 물을 가열하면 물이 끓어 수증기가 되며, 물을 가열하는 동안 연료가 빛과 열을 내며 탄다. 또, 빵을 구우면 빵의 맛, 향, 색깔이 변하고, 금방 구운 따뜻한 빵에 버터를 바르면 고체 상태인 버터가 녹아 액체 상태로 변한다. 이처럼 우리 주변에서는 다양한 물질의 변화가 일어난다. 물질의 변화가 일어날 때 물질의 고유한 성질은 어떻게 될까?

우리 주변에서 일어나는 물질의 변화는 물질의 고유한 성질 변화 여부에 따라 물리 변화와 화학 변화로 구분할 수 있다. 양초가 녹거나 채소를 자르는 것처럼 물질 고유의 성질은 변하지 않으면서 상태나 모양만 변하는 현상을 물리 변화라고 한다. 용해나 확산도 물질의 성질이 변하지 않으므로 물리 변화이다. 반면, 양초나 연료가 타는 것처럼 어떤 물질이 성질이 전혀 다른 새로운 물질로 변하는 현상을 화학 변화라고 한다. 과일이 익거나 철이 녹스는 현상도 물질의 성질이 변하므로 화학 변화이다.화학 변화가 일어날 때는 여러 가지 현상을 관찰할 수 있는데, 빛과 열이 발생하거나 기체 또는 앙금이 생기기도 하고, 색깔과 냄새의 변화가 나타나기도 한다.

소금의 주성분인 염화 나트륨은 염소나 나트륨과 성질이 전혀 다른 새로운 물질이다. 이는 염소와 나트륨이 반응하여 화학 변화가 일어났기 때문이다.철과 황의 혼합물에서는 성분 물질인 철과 황의 성질이 그대로 나타난다. 그러나 철과 황의 혼합물을 가열하면 철이나 황의 성질이 나타나지 않는다. 철과 황의 혼합물에서는 철 원자와 황 원자가 단순히 섞여 있으므로 물질의 성질이 변하지 않는다. 그러나 철과 황의 혼합물을 가열하면 철 원자와 황 원자가 결합하여 새로운 입자인 황화철이 생성되므로 철이나 황과 성질이 전혀 다른 새로운 물질이 된다.두 가지 이상의 물질이 결합하여 하나의 새로운 물질을 생성하는 화학 반응을 화합이라고 한다. 화합이 일어나면 각각의 물질을 이루는 원자가 재배열되어 새로운 물질, 즉 화합물을 만든다. 화합은우리 생활에 유용하게 이용된다. 하나의 물질이 두 가지 이상의 다른 물질로 나누어지는 화학 반응을 분해라고 한다. 분해가 일어나면 물질을 이루는 원자가 재배열되어 새로운 물질을 만든다. 물질을 분해하는 방법에는 열을 가하는 방법 외에 전류를 흘려 주거나 촉매를 이용하는 방법도 있다. 물에 전류를 흘려 주면 수소와 산소로 분해된다. 과산화 수소는 그대로 두어도 물과 산소로 서서히 분해되지만 촉매인 이산화 망가니즈를 넣으면 훨씬 빨리 분해된다. 물질의 변화가 일어날 때 분자나 원자의 배열은 변한다. 상태 변화와 같은 물리 변화가 일어날 때는 분자 자체는 변하지 않고 분자의 배열이 달라지므로 물질의 성질이 변하지 않는다. 반면, 화합이나 분해와 같은 화학 변화가 일어날 때는 분자를 이루는 원자 사이의 결합이 끊어지고 새로운 결합이 형성된다. 즉, 원자가 재배열되면서 물질을 구성하는 분자의 종류가 달라지므로 처음의 물질과 전혀 다른 성질의 물질로 변한다.

물리변화와 화학변화의 예

설탕을 가열하면 고체인 설탕이 융해되는 물리 변화가 일어난다. 여기에 베이킹파우더를 넣으면 주성분인 탄산 수소 나트륨이 열에 의해 분해되어 이산화 탄소가 발생하는 화학 변화가 일어나고, 이산화 탄소에 의해 액체 설탕이 크게 부풀어 오른다. 부풀어 오른 액체 설탕을 납작하게 눌러서 응고시키면 설탕 과자가 완성되는데, 이때설탕의 모양과 상태가 변하는 물리 변화가 일어난다. 또, 설탕을 가열하는 동안 연료가 빛과 열을 내며 타는 화학변화가 일어난다.