التفاعل الكيميائي
يُعتبر التفاعل الكيميائي بين العناصر، والذرات، والجزيئات جزءًا أساسيًا من النظام الكوني، حيث ينتج عنها مركبات ومواد إما لخدمة البشرية أو لدعم تدميرها. يمثل التفاعل الكيميائي اتحاد ذرات عنصرين أو أكثر، أو تفاعل ذرات الجزيئات في الحالة السائلة أو الغازية أو الصلبة، من خلال كسر الروابط بين الذرات والجزيئات، وتكوين روابط جديدة. وتظهر هذه التفاعلات مركبات ذات خصائص فيزيائية وكيميائية مختلفة عما كانت عليه المواد التي شاركت في التفاعل.
تُعبر المعادلة الكيميائية لأي تفاعل كيميائي عن الشكل التالي: المواد المتفاعلة —–> المواد الناتجة. ويمكن تصنيف التفاعلات الكيميائية بناءً على الزمن المستغرق لإنهائها إلى:
- تفاعلات سريعة: تلك التي تنتهي في اللحظة التي تتفاعل فيها المواد المتفاعلة، مما يؤدي مباشرةً إلى النتائج دون الحاجة إلى أي تدخل خارجي.
- تفاعلات بطيئة: التي تحتاج إلى وقت طويل لتكتمل، حيث يمكن تتبع خطوات التفاعل بالعين المجردة، ولا يحدث التفاعل إلا عند وجود عوامل خارجية تساعد في إنجازه.
العوامل الحركية ودورها
تشير العوامل الحركية إلى أي مادة أو عامل فيزيائي أو كيميائي يُضاف إلى نظام التفاعل الكيميائي بهدف تسريع عملية التفاعل وتقليل الزمن اللازم للحصول على أكبر تحصيل ممكن في أقصر وقت.
أهم العوامل الحركية المؤثرة على التفاعلات الكيميائية
- تركيز المواد المتفاعلة: يمكن أن يؤدي زيادة التركيز للمادة المتفاعلة سواء كانت سائلة أو صلبة إلى تسريع عملية التفاعل وتقليل الزمن اللازم لإنجازها. بالنسبة للمواد الغازية، فإن زيادة الضغط تؤدي بدورها إلى تقليل الحجم الغازي، مما يسهم في تسريع التفاعل.
- هيئة المواد المتفاعلة: يعد تقسيم المواد المتفاعلة، خصوصًا المواد الصلبة، إلى أجزاء صغيرة عاملاً مهمًا في تسريع التفاعل. على سبيل المثال، يعد المسحوق أو البودرة الناعمة أكثر فاعلية في التفاعل مقارنةً بالبلورات الكبيرة الحجم.
- درجة الحرارة: تميل التفاعلات الكيميائية بطبيعتها إلى أن تكون طاردة للحرارة أو ماصة لها؛ لكن زيادة الحرارة كعامل خارجي تساهم في رفع سرعة التفاعل وتقليل الزمن المطلوب.
- الضوء: يؤثر الضوء على بعض التفاعلات الكيميائية الحساسة له، سواء كان ناتجًا عن الشمس أو من مصادر إضاءة أخرى. يعمل الضوء على تعزيز كسر الروابط في المتفاعلات وتكوين روابط جديدة، بينما تتطلب بعض التفاعلات الضوء كمحفز، مثل عملية التمثيل الضوئي في النباتات الخضراء.
- إضافة مواد كيميائية: تُعرف هذه المواد بالمحفزات، والتي تساهم في تنشيط التفاعل وزيادة سرعته. من بين هذه المواد، الكادميوم، البلاتين، الأكسجين، وبرمنجنات البوتاسيوم، مع العلم بأن كل تفاعل كيميائي له محفزات قد لا تستخدم في تفاعلات أخرى.
- التحريك: تسهم عمليات التقليب والرّج والتحريك في تعزيز سرعة التفاعل.
