أن تغير اللون وظهور فقاعات الغاز دليل على حدوث تفاعل كيميائي.
هناك الكثير من الدلائل الأخرى على حدوث تغيرات التفاعل الكيميائي.
يمكن أن تراها نتيجة إحدى التجارب العملية التي تتم في المعمل المدرسي لأجل التعليم.
يحدث أيضاً بشكل طبيعي في الشركات والمصانع نتيجة تحويل المواد بالتفاعل الكيميائي في التصنيع والإنتاج مثل مصانع إنتاج الأدوية.
ما هو التفاعل الكيميائي
التفاعل الكيميائي هو عبارة عن عملية من خلالها يتم (تغيير أو تحويل مادة أو مجموعة مواد إلى مادة أو مجموعة مواد مختلفة وجديدة) بمعنى أن التفاعل الكيميائي أو التغيير الكيميائي يعمل على إعادة ترتيب وتشكيل الذرات مرة أخرى وتغيير خواصها لتخرج بنتاج جديد.
التعريف العلمي للتفاعلات الكيميائية هو عملية تكسير الروابط الكيميائية وتكوين روابط كيميائية أخرى مما يؤدي إلى نواتج مختلفة في صفاتها عن صفات المواد المتفاعلة.
يحدث التفاعل الكيميائي عندما تم تحويل نوع من المواد إلى منتج آخر مختلف.
في التفاعل الكيميائي عدد الذرات ونوعها لا يتغير أنما يتغير الترتيب والتركيب لترى اختلاف واضح في المادة قبل التفعال وبعد التفاعل الكيميائي.
أقرب مثال على عملية التفاعل الكيميائي ما يلي.
عملية البناء الضوئي للنباتات (امتصاص ثاني أكسيد الكربون وإنتاج الأكسجين للتنفس).
(وظائف الجهاز الهضمي) في هضم الطعام داخل المعدة.
الاحتراق أو الاشتعال مثل عمليات الاحتراق في محركات السيارات أو شمعة يحدث تفاعل كيميائي لتظل مشتعلة.
حدوث صدأ الحديد بسبب عوامل التعرية.
الجمع بين أي حمض مع أي قاعدة مثل إضافة الليمون إلى كربونات الصوديوم (تنتج فقاعات وغاز ثاني أكسيد الكربون).
تسخين الهيدروجين والأكسجين معاً (ينتج الماء).
عند إضافة صودا الخبز (الخميرة) مع الخل (يخرج منه غاز ثاني أكسيد الكربون).
ما هي تغيرات التفاعلات الكيميائية
من الممكن أن لا يكون هناك أي علامات تدل على التفاعل الكميائي ولكن أحياناً التفاعلات الكيميائية ينتج عنها الآتي:
الضوء: هناك تفاعلات كيميائية ينتج عنها ضوءًا مثل (الفسفور عندما يتفاعل مع الأكسجين) ينتج ضوءاً.
تغير في درجة الحرارة: يمكن قياس درجة الحرارة أو يمكن تبين ذلك بوضوح عند ارتفاع أو هبوط درجة الحرارة الشديد، بمعنى أوضح في (التجميد أو الانصهار أو الانفجار) الذي يحدث عند تغير في نسبة الطاقة نتيجة التفاعلات الكيميائية.
الرائحة: مادة كيميائية متطايرة نتيجة التفاعل ولها روائح مختلفة وتدخل التفاعلات الكميائية في بعض الصناعات مثل تصنيع العطور ومستحضرات التجميل أو في المصانع التي تنتج زجاجات طارد الذباب والناموس والحشرات.
الفقاعات: يمكن رؤية غاز يخرج على شكل فقاعات من داخل السائل من التفاعلات الكيميائية التي تنتج غازات.
تغير الألوان: تفاعل كيميائي يعمل على يتغير لون المواد يسمى بتفاعل الأكسدة والاختزال ويدخل في صناعات المعادن.
تغير الشكل والتركيب: فمثلًا عندما يتعفن الطعام فإن شكله يتغير بوضوح كبير، وعندما تترك قطعة خبز لعدة أيام تري في قطعة الخبز تغير في اللون والشكل والرائحة فهو تغير في التركيب.
الترسيب: يتم في عملية فصل المواد المجمعة من بعضها البعض بالتفاعلات الكيميائية تنتج أجزاء صلبةً تترسب في المحلول.
تفاعل الاحتراق: فهو يحدث عندما تشتعل النار بمادة مثل الخشب ينتج الرماد أو تفاعلات احتراق الوقود.
لا يمكن عكسها أو الرجوع فيها: يستحيلً عكس تغييرات التفاعلات الكيميائية لذلك لا يمكن أن تعود المواد كما كانت قبل التفاعل الكيميائي.
ما هي أنواع التفاعلات الكميائية
أجمع كبار علماء وخبراء الكيمياء في العالم على أن هناك ثلاث أنواع من التفاعلات الكيميائية، ويتم تصنيفها على أنها تغيرات التفاعلات الكيميائية وتتقسم إلى أربعة أنواع على حسب سرعتها وأن لها عوامل تؤثر في هذه السرعة وهي:
تقسم التغيرات الكيميائية إلى 3 أنواع:
التغيرات الكيميائية العضوية.
تفاعلات المزج والإحلال، والإحلال المزدوج، مثل العمليات التي تتم عن طريق استخدام الماء والملح.
العمليات التي يدخلها مركبات عضوية (الكربون والهيدروجين) وتتمثل في عمليات تكسير الزيت الخام والهالوجين والبلمرة.
التغيرات الكيميائية غير العضوية.
عملية فصل ذرات الأكسجين عن عنصر الماء ليخرج منها نوعين مختلفين من الغاز.
وهي عبارة عن تفاعلات كيميائية لا يدخل فيها عنصر الكربون مثل عملية الاختزال وخلط الأحماض والقواعد والأكسدة وتفاعلاتها.
التغير الكيميائي الحيوي (البيوكيميائية).
تغيرات كيميائية حيوية تحدث داخل النباتات والكائنات الحية ويمكن التحكم في نسب الإنزيمات والهرمونات للسيطرة على تلك التفاعلات مثل عملية الغذاء الضوئي للنباتات وعملية هضم الطعام داخل المعدة والتخمير ودورة كريبس وتثبيت النيتروجين.
سرعة التفاعلات الكيميائية
تم اعتماد قانون سرعة التفاعل الكيميائي على اختلاف درجة الحرارة باسم الهولندي فانت هوف عام 1884م.
تم تعديل قانون سرعة التفاعل الكيميائي على اختلاف درجة الحرارة ابتداء من طاقة التنشيط ليصبح أعلى دقة باسم
تقسم التفاعلات الكيميائية حسب سرعتها
التفاعلات السريعة جداً: وهي تفاعلات كيميائية تحدث بسرعة كبيرة جداً مثل
تفاعل الهواء أو الأكسجين مع الفسفور لكي يضيء.
التفاعلات انفجارية مثل انفجار البارود أو انفجار مخلوط الهيدروجين مع الأكسجين.
التفاعلات البطيئة نسبيا: وهي تفاعلات كيميائية تستغرق بعض الوقت لحدوثها مثل.
تفاعل الزيوت مع الصودا الكاوية.
التفاعلات البطيئة جداً: هي تفاعلات كيميائية تحتاج لشهور مثل
تفاعل الهواء أو الأكسجين مع الحديد لحدوث صدأ للحديد.
التفاعلات الأزلية: هي تفاعلات كيميائية تحتاج آلاف وملايين السنين مثل
تكوين البترول والغاز في باطن الأرض.
العوامــل المؤثرة في سرعـة التفاعــل الكيميائي
العوامل الأساسية (تدخل في جميع التفاعلات):
تغيرات درجات الحرارة.
نسبة التركيز.
حالة المادة وتغيرات الأسطح.
تغيرات المكونات وإضافة عوامل مساعدة.
العوامل الثانوية (تدخل في بعض التفاعلات):
نسبة الضغط.
مدة الزمن.
الوسيط.
التغير الفيزيائي
تعريف التغير الفيزيائي هو عبارة عن عملية تغيير حالة المادة فقط ولا تتأثر فيها تركيب المادة الكيميائي والناتج هو نفس المادة ولا يوجد اختلاف إلا في الشكل والكثافة ولا تتغير الخواص مثل
قوس قزح يظهر في السماء نتيجة انكسار ضوء الشمس بسبب الأمطار فيتحول إلى ضوء ألون طيفي.
ذوبان الجليد يتحول إلى ماء سائل أو عملية التكثيف والتبخير ويتحول الماء إلى بخار ولكنه يظل ماءً ولأن التركيب الكيميائي يبقى هو نفسه H2O ولم يتغير.
