बुलबुले, सॉलिड के बादल, अचानक रंग बदलना और तापमान में बदलाव, ये सभी आम संकेत हैं जिनसे पता चलता है कि कोई केमिकल रिएक्शन हो रहा है। हर संकेत एक मैक्रोस्कोपिक ऑब्ज़र्वेशन है, यानी आप इसे अपनी इंद्रियों या साधारण मापने वाले औज़ारों से पता कर सकते हैं, बिना अलग-अलग पार्टिकल्स को देखे। इस कोर्स का मुख्य सवाल यह है कि इन ऑब्ज़र्वेशन्स को पार्टिकल मॉडल से और फिर मात्रा का अनुमान लगाने वाली कैलकुलेशन से कैसे जोड़ा जाए।
चार तरह के सबूतों पर ध्यान दें, जिनमें से हर एक मैटर में होने वाले किसी खास बदलाव से जुड़ा है।
गैस तब बनती है जब लिक्विड के साथ कमज़ोर आकर्षण वाले नए अणु बुलबुलों के रूप में बाहर निकलते हैं। प्रेसिपिटेट (अवक्षेप) तब बनता है जब घुले हुए आयन एक ऐसे ठोस पदार्थ में बदल जाते हैं जो घुलता नहीं है और धुंधले ठोस जैसा दिखता है। रंग में बदलाव का मतलब अक्सर यह होता है कि नए पदार्थ में मौजूद इलेक्ट्रॉन प्रकाश की अलग-अलग वेवलेंथ (तरंग-दैर्ध्य) को सोखते और रिफ्लेक्ट करते हैं। तापमान में बदलाव का मतलब है कि बॉन्ड के टूटने और बनने के दौरान ऊर्जा का ट्रांसफर होता है, जिससे आस-पास का माहौल गर्म या ठंडा हो जाता है।
अगर आप किसी कंटेनर से बुलबुले निकलते हुए देखते हैं, तो ऐसा लग सकता है कि पदार्थ गायब हो गया है। केमिकल रिएक्शन में द्रव्यमान गायब नहीं होता, लेकिन अगर कण उस सिस्टम से बाहर निकल जाते हैं जिसे आप तौल रहे हैं, तो मापा गया द्रव्यमान बदल सकता है। अंतर असल में रिएक्शन और उस सीमा के बीच होता है जिसे आप माप रहे हैं।
अंदाज़ा लगाइए कि खुले कंटेनर और बंद कंटेनर के लिए तराजू क्या दिखाएगा।
संरक्षण का विचार एक बंद सिस्टम (closed system) के लिए द्रव्यमान (mass) संरक्षित रहता है क्योंकि सामान्य रासायनिक प्रतिक्रियाओं में परमाणु न तो बनते हैं और न ही नष्ट होते हैं।
पार्टिकल मॉडल की शुरुआत परमाणुओं से होती है, जो सबसे छोटी इकाइयाँ हैं और कार्बन या ऑक्सीजन जैसे तत्वों की पहचान बनाए रखती हैं। प्रतिक्रिया में, परमाणु पुनर्व्यवस्थित होते हैं क्योंकि पुराने बॉन्ड टूटते हैं और नए बॉन्ड बनते हैं, जिससे नए अणु (molecules) या आयनिक यौगिक बनते हैं। भले ही परमाणुओं का समूह बदल जाए, लेकिन हर तरह के परमाणुओं की कुल संख्या प्रतिक्रिया से पहले और बाद में समान रहती है।
यह पुष्टि करने के लिए कि दोनों तरफ हर तत्व के परमाणुओं की संख्या समान है, प्रतिक्रिया से पहले और बाद की पार्टिकल तस्वीरों की तुलना करें।