التغيرات الكيميائية والعوامل المؤثرة بها

التغيرات الكيميائية والعوامل المؤثرة بها وأمثلة عليها

مقدمة عن التغيرات الكيميائية

دوماً ما تحدث التغيرات الكيميائية سواء بالأجسام أو في الطبيعة، كما تحدث عن طريق ما يتم إجرائه من تجارب بالمختبرات في كافة الأوقات، بالإضافة إلى إمكانية حدوثها بمستوى أصغر من مستوى التغيرات الفيزيائية من حيث حدوثها ببعض الأحيان، مما يجعل مشاهدتها أمر صعب.

تختلف التغيرات الكيميائية فيما بينها من حيث ما تمر به من مراحل، أو الفترة الزمنية التي تتم بها، منها ما يظهر للعين بوضوح ويمكن مشاهدة حدوثه، ومنها عكس ذلك.

تعريف التغير الكيميائي

يعرف التغير الكيميائي بأنه ما يحدث من تغير بالصفات الكيميائية حينما تتحد مادتين مختلفتين لتكوين مادة أخرى جديدة، عن طريق كسر ما يوجد بين المواد المتفاعلة من روابط لإنتاج تلك المادة الجديدة، وفي الحالة تلك يظل عدد ذرات المواد المتفاعلة متساوي مع عدد ذرات ما ينتج من مواد.

أمثلة على التغيرات الكيميائية

من أشهر أمثلة التغيرات الكيميائية التي تحدث بالطبيعة ما يلي ذكره:

  –  تُعتبر رائحة المواد الغذائية أو تغير لونها (نتيجة تأكسدها) دليلاً على حدوث تغيرات كيميائية داخلها، لتجنّب تناول الأطعمة الفاسدة.

  –  الرائحة المنبعثة من المواد الغذائية وما يطرأ عليها من تغير في اللون من علامات حدوث التفاعل الكيميائي بين مكوناتها نتيجة لتأكسدها والتي تعد إنذار بضرورة تجنب تناولها.

  –  حرق مكعب السكر، والتي ينتج عنها تكسر الروابط بين جزيئات السكر مما تتكون معه مادة أخرى جديدة غير السكر.

  –  احتراق الأوراق أو الأخشاب والتي تحول حينها من الحالة الصلبة إلى رماد، كذلك يرافق التفاعل انبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون.

  –  فقد الفضة بريقها ولمعتها، نتيجة لتفاعل الفضة مع ما يتواجد بالهواء الجوي من عنصر الكبريت وهو ما ينتج عنه كبريتيد الفضة الذي يتميز بلونه الأسود.

  –  احتراف غاز الميثان ثم اتحاده مع ما يوجد بالهواء الجوي من غاز أكسجين لإنتاج كلاً من بخار الماء وثاني أكسيد الكربون.

  –  من أشهر التفاعلات الكيميائية عملية صناعة الخل وهو ما يتم عن طريق تفاعل الأكسجين مع الكحول وجزيئات الماء.

  –  التخمر البسيط بسكر العنب والمعروف بـ(سكر الجلوكوز) وتحوله إلى ثاني أكسيد الكربون والإيثانول عن طريق استخدام الخميرة لتصنيع ثاني أكسيد الكربون والكحول.

  –  يدل التغير الذي يحدث في لون أوراق الشجر وتحوله إلى الأصفر بدلاً من الأخضر بفصل الخريف دليل على ما يحدث بها من تغيرات كيميائية.

سرعة التفاعلات الكيميائية

تختلف سرعة التفاعل الكيميائي من حالة لأخرى وليس جميعها يحدث في نفس الفترة الزمنية، ويمكن تقسيم الوقت الذي تستغرقه التفاعلات الكيميائية على النحو الآتي:

  –  التفاعلات البطيئة: تحتاج تلك التفاعلات إلى وقتٍ طويل لكي تختلط بها  مكونات العناصر معاً، ومن أمثلتها: تفاعل الصودا مع الزيت.

  –  التفاعلات البطيئة جداً: هذه التفاعلات تحتاج لإتمامها العديد من السنوات لكي يتكون عنها عنصر جديد.

  –  التفاعلات القصيرة: تتميز هذه التفاعلات بالسرعة المتوسطة نسبياً، حيث تحتاج وجود عدة عوامل تساهم بحدوثها، ومن أمثلتها: صدأ الحديد.

  –  التفاعلات القصيرة جداً: تحدث تلك التفاعلات بسريعة فائقة، ومن أمثلتها: انفجار البارود.العوامل المؤثرة في التفاعل الكيميائي

عوامل لها تأثير على طبيعة التفاعلات الكيميائية

هناك عدة عوامل لها تأثير كبير على طبيعة التفاعلات الكيميائية ومن أهمها:

أولاً : – درجة الحرارة

تمثل درجة الحرارة أهم ما يؤثر في التفاعل الكيميائي من عوامل، حيث إن كل عنصر من العناصر الكيميائية يتمتع بدرجة حرارة خاصة بها مختلفة عن درجة غيرها من العناصر الأخرى، ودرجة الحرارة تلك تساهم في عملية الانصهار لإحداث التفاعل بين الذرات وذرات العناصر الأخرى.

حيث هناك بعض العناصر تحتاج درجة حرارة شديدة الارتفاع لكي يحدث التفاعل الكيميائي فيما بينها، بينما يوجد عناصر أخرى تحتاج إلى درجات حرارة أقل.

ومن الأمثلة التي يمكن طرحها على التفاعلات التي تعتمد على الحرارة لإتمامها تفاعل كلاً من عنصر الحديد مع عنصر الكبريت لإنتاج كبريتات الحديد، وصيغة معادلة ذلك التفاعل الكيميائي هي (Fe+S = Fes).

ثانياً : – سطح التلامس

يعد سطح التلامس من بين العوامل شديدة الأهمية في حدوث التفاعلات الكيميائية، ويشير ذلك السطح إلى ما يحيط بالعنصر من عوامل بيئية، ومدى ما لها من تأثير على العنصر من حيث عناصره ومكوناته.

ومن أمثلة ذلك (تفاعل عنصر الحديد مع الهواء الجوي) حيث يترتب على ذلك التفاعل مع الوقت ما ينتشر على الحديد من صدأ، ولكن بالحالة التي يتم بها طلاء الحديد بواسطة مادة تعزله عن التفاعل مع الهواء مثل الطلاء أو الدهان فإن تلك المادة تحول دون حدوث التفاعل الكيميائي هذا.

الجدير بالذكر أن صيغة معادلة التفاعل الكيميائي الذي يحدث بين الهواء والحديد لإنتاج الصدأ هي (Fe+O2 = Fe2O3).

ثالثاً :- تركيب المزيج

يقصد به ما يحدث من اختلاط بين مركبات أكثر من عنصر معاً لإنتاج تركيب جديد بمزيجها الكيميائي، حيث ينتج عنه تفاعل فيما بين مركبات العناصر، إذ قد يكون ذلك التفاعل تام وكامل، أو أن يكون ذلك التفاعل غير تام أو شبه كامل.

ويعتمد تركيب المزيج على الكثير من العوامل ذات التأثير بالتفاعل الكيميائي، ومما يمكن طرحه من أمثلة على ذلك التفاعل ما يحدث بين الهواء الجوي وغاز الميثان، وصيغة المعادلة الخاصة بذلك التفاعل هي (CH4 + 2O2 = CO2 + H2O).