ما الدلائل التي تدل على أن تفاعلاً كيميائياً قد حدث

مخزن

ما الدلائل التي تدل على أن تفاعلاً كيميائياً قد حدث

هناك مجموعة من الأمور يمكن من خلالها التنبؤ بحدوث التغيرات الكيميائية والتفاعلات على المواد، ففي السطور التالية سوف نذكرها لكم للإجابة عن السؤال الشائع ما الدلائل التي تدل على أن تفاعلاً كيميائياً قد حدث:

تغير اللون

• يدل تغير اللون وتحوله إلى لون آخر جديد على حدوث التفاعلات الكيميائية.
• فعلى سبيل المثال يتحول لون النحاس البني إلى اللون الأخضر بشكل تلقائي بمرور الزمن، حيث إن هذا الأمر يشير إلى تأكسد النحاس، وهو يتجلى في تمثال الحرية.
• كما أن الحديد يصدأ هو الآخر أي تظهر عليه طبقة من مادة حمراء تغطيه بسبب تعرضه للتأكسد.
• وعند حدوث تفاعل كيميائي بين ثاني أكسيد الكبريت وثاني كرومات البوتاسيوم يتحول لون الخليط من اللون البرتقالي إلى الأصفر.

إطلاق غاز

• عندما تتفاعل كربونات الصوديوم مع حمض الهيدروكلوريك فإنه يتم إطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون.
• وعندما يتفاعل حمض الكبريت المخفف مع الزنك فإنه ينبعث غاز الهيدروجين.
• فإنبعاث الغاز دلالة على حدوث تفاعل كيميائي بين المواد المتفاعلة بالفعل، ومن الأمثلة اليومية الشائعة على هذا الأمر هو خبز الكيك حيث إن المخبوزات تنتفخ لدلالة على نجاحها عند إطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون.

تكوّن الفقاعات

• من أبرز المؤشرات الدالة على التفاعلات الكيميائية هو تكوّن الفقاعات.
• حيث إنه تم ملاحظة الخل يتفاعل مع الصودا من خلال تكوينه لفقاعات كبيرة تشبه قليلًا البركان وغنية بغاز ثاني أكسيد الكربون.
• فلقد ذكر العلماء أن تكوّن الفقاعات يحدث عندما تتفاعل الأحماض مع القاعدة أو عندما يحدث تفاعل التحلل.

تكون الرواسب

• أثناء التفاعل الكيميائي من الممكن أن تترسب أحد المكونات لتدل على حدوثه بالفعل.
• حيث إنه عند اختلاط الصابون بالماء تتكون رواسب صابون من المغنيسيوم وكربوكسيلات الكالسيوم، إذ يعزى السبب وراء ذلك إلى وجود المعادن في الماء، ومن الجدير بالذكر أن رواسب الصابون تكون على هيئة حثالة.
• كما تنتج الرواسب عن تفاعل نترات الرصاص الثنائي مع يوديد البوتاسيوم ففي هذا التفاعل يترسب عنصر باللون الأصفر وهو يوديد الرصاص الثنائي.
• كما تترسب مادة كبريتات الباريوم بلونها الأبيض عندما يحدث تفاعل كيميائي بين حمض الكبريتيك وكذلك كلوريد الباريوم.

التغير في طبيعة المادة

• تؤدي التفاعلات الكيميائية في بعض الأحيان إلى تغير حالة المادة وتحولها إلى حالة أخرى.
• فمثلًا الجليد يتحول من الحالة الصلبة إلى الماء السائل.
• كما أن شمع (Wax) عندما يتعرض لتفاعل الاحتراق يصبح سائلًا بعدما كان صلبًا وينتج عنه انطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون.

التغير في الطاقة

• من الممكن أن يتم انبعاث ضوء عند حدوث التفاعل الكيميائي يكون متفاوتًا في شدته، حيث يكون ذلك الضوء دلالة على ترتيب ذرات العناصر وتكوين مواد جديدة.
• من الأمثلة على ذلك ظاهرة اللمعان الكيميائي بالإضافة إلى الضوء المنبعث عند انكسار مصباح كهربائي.

تغير درجة الحرارة

• هناك تفاعلات يُطلق عليا اسم التفاعلات الطاردة للحرارة وأخرى يُطلق عليها التفاعلات الماصة.
• إذ إن حدوث أي منها دليلًا على حدوث التفاعل الكيميائي، فالتفاعلات الطاردة للحرارة تقوم بإطلاق الحرارة، بينما التفاعلات الماصة تعمل على امتصاص الحرارة.
• ومن أهم الأمثلة على ذلك ما يلي:
  • تفاعل طارد للحرارة: الزنك مع حمض الكبريتيك.
  • تفاعل ماص للحرارة: هيدروكسيد الباريوم مع كلوريد الأمونيوم.

انبعاث رائحة مميزة

• خروج الروائح الغريبة عن الروائح الأصلية والموجودة في المواد المتفاعلة دليلًا على حدوث التفاعل الكيميائي.
• فمن أشهر الأمثلة على ذلك هو خروج رائحة كريهة من البيض عندما يصبح فاسدًا إذ يعزى السبب وراء هذا الأمر إلى حدوث تفاعل التحلل.

ما هو التفاعل الكيميائي

سنشير في النقاط التالية إلى تعريف مفهوم التفاعل الكيميائي بالتفصيل:

• هو عبارة عن عملية يتم خلالها إعادة ترتيب المركبات أو ربما ذرات العناصر والتي يُطلق عليها اسم المواد المتفاعلة.
• وذلك من أجل تكوين مواد جديدة تُسمى باسم المواد الناتجة.
• فالتفاعل الكيميائي غير مقتصر على المصانع الكيميائية والمختبرات كما يعتقد البعض، حيث إنه جزء هام وأساسي من العديد من العمليات الطبيعية لا سيما الحيوية والجيولوجية.
• منذ 250 سنة تم تفسير العمليات التي تحدث خلال مختلف التفاعلات نظرًا لعدم اكتشاف السبب العلمي ورائها قبل ذلك.
• ومن الجدير بالذكر أن التفاعلات الكيميائية تنقسم إلى عدة أنواع فمن أشهر تفاعلات الاتحاد، وتفاعلات التأكسد والاختزال وغيرها.

أنواع التفاعلات الكيميائية

تنقسم التفاعلات الكيميائية إلى 6 أنواع رئيسية، ففي السطور التالية سوف نشير إليهم بوضوح:

تفاعلات الاتحاد

• يُقصد بها اتحاد مادتين أو أكثر سواء كانوا عناصر أو مركبات بهدف تكوين مواد أخرى جديدة.
• ومن الأمثلة عليها احتراق الفحم (C + O2 → CO2).
• وكذلك تفاعل عنصري الصوديوم والكلور (2Na + Cl2 → 2NaCl).

تفاعل التحلل

• هو عكس تفاعلات الاتحاد، إذ في تفاعل التحلل يتم تحلل المركب الكيميائي إلى مواد تبدو أكثر بساطة وهي المواد المتفاعلة.
• مثل تحلل مركب الماء (2H2O → 2H2 + O2).
• فضلًا عن تحلل بيروكسيد الهيدروجين (2H2O2 → 2H2O + O2).

تفاعلات الإحلال الأحادي

• في تفاعلات الإحلال الأحادي تطرد الذرة الأكثر نشاطًا الأخرى الأقل نشاطًا.
• إذ تحل محلها في المركب عند حدوث التفاعل معه.
• فعلى سبيل المثال إن كان هناك محلول كبريتات النحاس وتم إضافة قطعة من الزنك له فإنه سوف يتكون كبريتات الرصاص وكذلك قطعة من النحاس.
• حيث يدل الأمر على أن عنصر الرصاص أكثر نشاطًا من عنصر النحاس ولقد حل محله كما هو في المعادلة (Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu).

تفاعلات التبادل

• يُطلق عليه أيضًا اسم تفاعل الإحلال الثنائي، حيث يحدث فيه تبادل أيوني بين المواد المتفاعلة أي يتم تبديل ذرتين بدلًا من ذرة واحدة.
• وهو شائع في المحاليل المائية وعادةً ينتج عنه راسب صلب مثل تفاعلات الترسيب أو ماء مثل تفاعلات التعادل.
• وينقسم تفاعل التبادل أو الإحلال الثنائي إلى:
  • تفاعلات الترسيب (تبادل الأيونات): تكون راسب صلب مثل تفاعل نترات الفضة مع كلوريد البوتاسيوم وتكوين كلوريد الفضة الأبيض ومحلول نترات البوتاسيوم (KCl + AgNO3 → AgCl + KNO3).
  • تفاعلات التعادل (تفاعلات الأحماض والقواعد): ينتج عنها ملح وماء مثل تفاعل حمض الكبريتيك مع هيدروكسيد الصوديوم وتكون ملح كبريتات الصوديوم إلى جانب الماء (H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O).

تفاعلات الاحتراق

• هي تفاعلات تؤدي إلى احتراق المركبات الهيدروكربونية بهدف إنتاج الماء والحرارة وثاني أكسيد الكربون.
• مثل تفاعل البروبان مع الأكسجين الذي يوجد في الهواء الجوي (C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O).

تفاعلات التأكسد والاختزال

• تشمل تفاعلات التأكسد والاختزال كل من الإحلال الأحادي، وتفاعلات التحلل الحراري، وتفاعلات الاتحاد، وتفاعلات الاحتراق.
• وهي تتسبب في زيادة عدد التأكسد بالنسبة للذرة، حيث يطلق على الذرة المتعرضة للتأكسد اسم العامل المختزل، أما الذرة التي تكتسب الإلكترون تعرف باسم العامل المؤكسد.
• فهذه التفاعلات تختلف عن غيرها في التغير في عدد التأكسد من وأمثلتها:
  • تفاعلات الاتحاد: ( 2Na + Cl2 → 2NaCl).
  • تفاعلات الإحلال: ( Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu).

الشروط اللازمة لحدوث تفاعل كيميائي

لا يحدث التفاعل الكيميائي إلا في ظروف معينة، حيث إنه في حالة توافرها يتم بشكل أسرع وأدق، ففيما يلي سوف نذكر لكم الشروط الأساسية لحدوث التفاعل الكيميائي:

مساحة سطح التفاعل

• هناك علاقة طردية بين كل من التفاعل الكيميائي ومساحة السطح.
• إذ إن مساحة السطح الواسعة تساهم في جعل تفاعل المواد الكيميائية يتم بشكل أفضل.
• وذلك لأنه يجعلها تتصل مع بعضها البعض بسهولة وبصورة أكبر.

المواد المُحفزة

• في بعض الأحيان يتطلب التفاعل الكيميائي إضافة بعض المواد له لزيادة سرعته.
• حيث إن هذه المواد يُطلق عليها اسم المواد المحفزة ومن أشهرها أكسيد المنغنيز الرباعي.
• ويُجدر بالإشارة إلى أن المواد المحفزة لا تدخل مطلقًا في التفاعل الكيميائي إذ إن كميتها تظل كما هي وذلك حتى لا يتم استنزافها.

حجم الضغط

• قد لا تحدث بعض التفاعلات الكيميائية إلا إذا كان الضغط مرتفعًا.
• حيث إنه الضغط المرتفع يساهم في زيادة سرعة هذه التفاعلات بشكل كبير.

درجة الحرارة

• تعد درجة الحرارة في كثير من الأحيان بمثابة شرطًا أساسيًا لإتمام بعض التفاعلات الكيميائية.
• فهناك تفاعلات لا تتم سوى عند درجة حرارة معينة.
• إذ تساهم هذه الدرجة في جعلها تتم بسرعة.

الإضاءة المناسبة

• تتطلب عملية تصنيع الجلوكوز والتي تتم في البناء الضوئي لدى النباتات وجود الضوء.
• وهو ما يدل على أن الإضاءة من الشروط الأساسية لحدوث التفاعل الكيميائي.