لقد اختلفت المواد العلمية والعملية عبر العصور نتيجة لاكتشافات العلماء المتواصلة للظواهر والعناصر المحيطة بهم.
مقدمة حول دراسة سرعة التفاعلات الكيميائية
- يمكن أن يعتقد البعض عند سماعهم لمصطلح “التفاعلات الكيميائية” أنها تقتصر فقط على ما يحدث داخل المختبرات العلمية.
- مثل استخدام مختبر الكيمياء وأنبوب الاختبار.
- ومع ذلك، فإن التفاعلات الكيميائية تلعب دورًا أساسيًا في جميع جوانب الحياة البشرية وليست محصورة في البيئات المختبرية فقط.
- هناك بعض التفاعلات التي تحدث بشكل طبيعي دون تدخل بشري.
- فعلى سبيل المثال، توجد العديد من التفاعلات الكيميائية التي تحدث في بيئتنا المحيطة، دون أن ندرك أنها تخضع لها.
- كمثال على ذلك، يمكن أن تشهد الغابات حرائق مفاجئة.
- حيث تحتوي الغابات على العديد من الأشجار، وهي مصنوعة من الخشب.
- من السهل أن تشتعل هذه الغابات عند تعرضها لأي مصدر لإشعال النار، سواء عن قصد أو بالصدفة.
- يعتبر هذا الحريق في النهاية من مظاهر التفاعلات الكيميائية.
- وتمثل عملية الصدأ على الحديد، صورة أخرى للتفاعلات الكيميائية، إذ نلاحظ صدأ الحديد في الأنابيب والمنشآت المختلفة.
- إن هذا الصدأ هو أيضاً نتيجة لتفاعل كيميائي.
- علاوة على ذلك، يُنظر إلى نضح الثمار ونموها في الأراضي والغابات على أنه أحد صور التفاعلات الكيميائية.
- وهناك أنواع أخرى متعددة من التفاعلات الكيميائية تشمل مظاهر متنوعة.
تعريف التفاعلات الكيميائية
- عرف العلماء التفاعلات الكيميائية بأنها عملية تحويل المواد المتفاعلة إلى مواد أخرى تعرف بالمواد الناتجة.
- ومع ذلك، ليس هذا التعريف الوحيد المعتمد، حيث تشمل التفاعلات الكيميائية أيضًا تكوين روابط جديدة وتكسير الروابط الموجودة.
- ومن ثم، يتم إنتاج نواتج مختلفة عن المواد المتفاعلة، ويمكن أن تكون هذه النواتج عناصر أو مركبات، حسب الخصائص.
- التفاعلات الكيميائية ليست ظاهرة جديدة، بل قدمت منذ بدء الكون، مع نشوء العالم بكل مكوناته.
- وقد بدأ العلماء بالتعرف على ظاهرة التفاعلات الكيميائية منذ القرن الثامن عشر، حيث وجدنا بعض الظواهر الطبيعية التي لم تكن تخضع لتفسير علمي.
- على سبيل المثال، عندما ننظر إلى عملية تحويل السكريات إلى كحول، التي تعد واحدة من أقدم العمليات المعروفة، فقد كانت غير مفهومة في ذلك الزمن.
التفاعلات الكيميائية في جيولوجيا الأرض
- تُعد الأرض وما بها من العمليات الكيميائية المعقدة من أبرز المجالات التي تحدث فيها هذه التفاعلات.
- ويعتبر الغلاف الجوي أيضًا بيئة تحدث فيها تفاعلات كيميائية متعددة.
- المحيطات، البحار، والأنظمة الحياتية المتعددة لا تخلو من هذه التفاعلات الكيميائية، التي تحدث أحيانًا بدون تدخل إنساني.
- عبر العديد من الظواهر الموجودة في الطبيعة، نجد أن التفاعلات الكيميائية ليست الوحيدة التي تحدث، بل هناك أيضًا بعض الظواهر الفيزيائية.
التغيرات الفيزيائية
- تشمل التغيرات الفيزيائية مجموعة من التغيرات التي يمكن ملاحظتها بسهولة عبر عدة عوامل.
- فهي تتضمن اختلافًا في الخواص الفيزيائية مثل اللون دون تغيير التركيب الكيميائي للمادة.
- على سبيل المثال، يحدث ذوبان الجليد أو تبخر الماء عندما يتعرض لدرجات حرارة منخفضة.
- لأن التركيب الكيميائي للماء يبقى كما هو، حيث يتكون من ذرتين من الهيدروجين وذرة واحدة من الأكسجين (H2O).
أنواع التفاعلات الكيميائية
- تتنوع التفاعلات الكيميائية وتنقسم إلى عدة أنواع.
- تشمل هذه الأنواع تفاعلات التحلل والإحلال.
- إضافة إلى تفاعلات الأحماض والقواعد.
تفاعلات الاتحاد
- هذا النوع من التفاعل يحدث عندما تتفاعل مادتان أو أكثر معًا، مما يؤدي إلى إنتاج مواد جديدة ليست من ضمن المواد الأصلية المستخدمة في التفاعل.
تفاعلات التحلل
- يمثل هذا النوع من التفاعلات التفاعل المعاكس لتفاعل الاتحاد.
- حيث تتحلل مادة أو مركب كيميائي إلى واحدة أو أكثر من مواد أبسط.
تفاعلات الإحلال الأحادي
- تعتبر تفاعلات الإحلال الأحادي تلك التي يتم من خلالها استبدال الذرة الأقل نشاطًا بأخرى أكثر نشاطاً.
- على سبيل المثال، عند وضع الزنك في محلول كبريتات النحاس، فإن الناتج هو محلول كبريتات الرصاص.
تفاعل الإحلال الثنائي أو التبادل
- خلافًا للتفاعلات السابقة، يحدث في هذا النوع تبديل ذرتين بدلاً من واحدة، لذلك أطلق عليه “تفاعل ثنائي”.
- يتضمن هذا التفاعل عادة تبادل الأيونات بين المواد المتفاعلة، ويحدث عادةً في المحاليل المائية.
- يمكن أن ينتج عنه تكوين راسب صلب كما يحدث في تفاعلات الترسيب.
تطور العلم والعلماء
- استمرت العلوم في التطور والاكتشاف من عام إلى آخر، بصورة أكثر موضوعية وتقنية.
- فقد كانت العلوم في البداية بدائية جداً، واستمر العلماء في تحسينها عبر العصور المختلفة.
- كان العلماء يقومون بتدوين اكتشافاتهم لينتقلوا إلى تلاميذهم، بحيث يبدأ كل عالم من حيث انتهى الآخر.
خاتمة دراسة سرعة التفاعلات الكيميائية
يتم من خلال هذا النوع من التفاعلات تبادل الأيونات بين المواد المتفاعلة، مما يؤدي إلى تكوين راسب صلب.
على سبيل المثال، يحدث تفاعل نترات الفضة مع كلوريد البوتاسيوم، حيث ينتج عنه راسب أبيض غير ذائب وهو كلوريد الفضة.
