تنويه حول الاجابات لهذا السؤال ما هو التفاعل الكيميائي ، هي من مصادر وموسوعات عربية حرة متداولة دائما، نحن نقوم بجلب الاجابات لجميع التساؤلات بحوالي متواصل من هذه المصادر، لذلك تابعونا لتجدو كل جديد من اجابات لاسئلة المداراس والجامعات والاسفهام حول اي سؤال ثقافي او اي كان نوعه لديكم.
نظرة عامة على التفاعلات الكيميائية
تحدث التفاعلات الكيميائية ليس فحسب في معمل كيميائي وأنبوب اختبار كما يتصور البعض ، ولكن توجد تفاعلات كيميائية في كَافَّة مجالات حياة الإنسان ، وبعضها يكلم من غير تدخل منه. على سبيل المثال ، يمكنك أن ترى أن هناك العديد من الأمثلة على التفاعلات الكيميائية في البيئة. مثل حرائق الغابات وصدأ الحديد وعملية نضج الثمار والعديد من التفاعلات الأخرى. بحوالي كُلّي ، يمكن تعريف التفاعل الكيميائي بأنه عملية تحويل المواد المتفاعلة إلى مواد أخرى ، والمعروفة باسم المواد الناتجة ، أو أنها عملية كسر الروابط وتشكيل روابط جديدة ، مما يؤول إلى تكوين انتاجات تختلف في خصائصها عن يمكن أن تكون خصائص المواد المتفاعلة والمتفاعلات أو المواد التي جرى الحصول عليها أشخاص أو مركبات ، وعلى الرغم من أن التفاعلات الكيميائية شرعت منذ بداية الكون ، شرع الكيميائيون في اكتشافها وفهمها في أوائل القرن الثامن عشر ؛ على سبيل المثال ، تعتبر عدد من العمليات ، مثل عملية التخمير ، التي يتم فيها تحويل السكريات إلى كحول ، عمليات قديمة ، لكن أساسها الكيميائي لم يكن معروفًا في هذا الزمن.
جدير بالذكر أن هناك العديد من التفاعلات الكيميائية المعقدة التي تحدث في جيولوجيا الأرض وفي الغلاف الجوي وفي المحيطات وفي كَافَّة الأنظمة البيولوجية المتنوعة ، وهنا من الضروري التمييز بين التحولات الفيزيائية والتفاعلات الكيميائية. ينطوي التحول الفيزيائي على تبديل في حالة المادة فحسب من غير تبديل مكوناتها الكيميائية. على سبيل المثال ، يعتبر تبخر الماء أو ذوبان الجليد أو تركيز بخار الماء أمثلة على التحولات الفيزيائية. وذلك بسبب أن المكونات الكيميائية للماء تظل كما هي ؛ أي ذرتا هيدروجين وذرة أكسجين عندما يتفاعل الماء مع عنصر فلزي نشط ؛ مثل الصوديوم ، على سبيل المثال ، ينتج هذا التفاعل غاز الهيدروجين وهيدروكسيد الصوديوم (NaOH) ، والذي ينبغي اعتباره تأثَّرًا كيميائيًا. بسبب أن مكونات الماء تغيرت أثناء التفاعل وأدت إلى ظهور مواد جديدة متعددة تمامًا عن الكواشف.
أنواع التفاعلات الكيميائية
هناك أنواع عديدة من التفاعلات الكيميائية. مثل تفاعلات التحلل والاستبدال وتفاعلات الأحماض والقواعد وما إلى هذا. في حين يلي شرح لهذه الأنواع المتنوعة:
- التفاعل المشترك: حيث تتفاعل مادتان أو أزيد لتكوين مواد جديدة ، بغض الاطلاع عما إذا كانت هذه الكواشف أشخاص أو مركبات. أمثلة على هذه التفاعلات كما يلي:
- تأثَّر الصوديوم مع الكلور: 2NaCl ← 2Na + Cl2
- احتراق الفحم: C + O2 → CO2
- تفاعلات التحلل: تفاعلات التحلل معاكسة لتفاعلات الاقتران. في هذا الطراز من التفاعل ، تتحلل مادة أو مركب كيميائي إلى مادة أو أزيد من المواد المتفاعلة الأبسط ، ويمكن أن تكون هذه المواد أشخاص أو مركبات ، ومن الأمثلة على هذا الطراز من التفاعل:
- التحلل المائي: 2H2O → 2H2 + O2
- تحلل بيروكسيد الهيدروجين أو بيروكسيد الهيدروجين:
- تفاعلات الاستبدال الفردية: في هذا الطراز من التفاعل ، تحل الذرة الأكثر نشاطًا محل الذرة الأقل نشاطًا وتحل محلها في المركب عند التفاعل معها. أمثلة على هذا التفاعل كما يلي:
- عند وضع قطعة من الزنك في محلول كبريتات النحاس تكون المحصلة محلول من كبريتات الرصاص وقطعة من النحاس ، مما يعني أن عنصر الرصاص يحل محل عنصر النحاس ، ومن خلال المعادلات:
- Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu
- عند وضع قطعة من الزنك في محلول كبريتات النحاس تكون المحصلة محلول من كبريتات الرصاص وقطعة من النحاس ، مما يعني أن عنصر الرصاص يحل محل عنصر النحاس ، ومن خلال المعادلات:
- تفاعلات الاستبدال المزدوجة: في تفاعلات من هذا الطراز ، يتم تبادل ذرتين ، وليس ذرة واحدة ، كما هو الحال مع تفاعلات الاستبدال الفردي. طراز التفاعلات في المحاليل المائية التي تؤدي إلى تكوين راسب صلب ، كما هو الحال في تفاعلات الاستبدال المفردة. في حالة تفاعلات الترسيب أو لصناعة الماء ، كما في حالة تفاعلات التعادل ، على النحو الاتي:
- تفاعلات الترسيب: هذا الطراز من التفاعل هو حاصل التبادل الأيوني في المواد المتفاعلة وينتج عنه تكوين راسب صلب في المواد الناتجة. تضم أمثلة ردود الفعل من هذا الطراز ما يلي:
- يكون تأثَّر نترات الفضة مع كلوريد البوتاسيوم لتكوين راسب أبيض غير قابل للذوبان من محلول كلوريد الفضة ونترات البوتاسيوم كما يلي:
- بوكل + AgNO3 → AgCl + KNO3
- تفاعلات التحييد: تُعرف أيضًا باسم تفاعلات القاعدة الحمضية ، بحوالي كُلّي ، يُعرف الحمض بأنه مادة قادرة على إنتاج أيون الهيدروجين (H +) في محلول ، في حين تُعرف القاعدة (بالإنجليزية: Base) بأنها مادة قادرة على تكوين (OH -) في محلول ، وفي هذا الطراز من التفاعل يتفاعل الحمض مع قاعدة لتكوين ملح وماء. ومن أمثلة هذا الطراز:
- تأثَّر حامض الكبريتيك مع هيدروكسيد الصوديوم لتكوين ملح من كبريتات الصوديوم والماء: H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O.
- تفاعلات الترسيب: هذا الطراز من التفاعل هو حاصل التبادل الأيوني في المواد المتفاعلة وينتج عنه تكوين راسب صلب في المواد الناتجة. تضم أمثلة ردود الفعل من هذا الطراز ما يلي:
- تفاعلات الاحتراق: في هذا الطراز من التفاعل ، عادة ما يتم حرق الهيدروكربونات. أي المركبات التي تتكون من الكربون والهيدروجين في وجود الأكسجين ، بحيث تنتج هذه التفاعلات ثاني أكسيد الكربون والماء والحرارة ، ويعتبر هذا التفاعل أيضًا طرازًا من تأثَّر الأكسدة والاختزال وأحد التفاعلات الطاردة للحرارة ، و تضم أمثلة هذا الطراز من التفاعلات ما يلي:
- تأثَّر البروبان مع الأكسجين الغازي في الهواء الجوي:
- C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
- تأثَّر البروبان مع الأكسجين الغازي في الهواء الجوي:
- تفاعلات الأكسدة والاختزال: في هذا الطراز من التفاعل ، يتم تبادل الإلكترونات. عندما تفقد ذرة إلكترونًا ، وتعرف هذه العملية بالأكسدة ، وينتج عن هذا إرتفاع في حالة أكسدة الذرة ، وتُعرف الذرة التي تتعرض للأكسدة كعامل مختزل (بالإنجليزية: عامل اختزال) ، في حين تستقبل ذرة أخرى هذا الإلكترون ، وتعرف هذه العملية بالاختزال ، وتسمى الذرة التي تقوم بالعملية اختزال الأكسدة ، مما يعني أنه يمكن تمييز تفاعلات الأكسدة عن التفاعلات الأخرى بملاحظة التغيير في حالة الأكسدة. ومن أمثلة هذا الطراز من التفاعل:
- 2Na + Cl2 → 2NaCl (ردود الفعل المدمجة)
- C + O2 → CO2 (ردود نفذ الاتحاد)
- Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu (تفاعلات الاستبدال)
- هذا يعني أن هناك أربعة أنواع من التفاعلات التي تندرج تحت تفاعلات الأكسدة والاختزال ، وهي: التفاعلات المجمعة ، تفاعلات الاستبدال الأحادي وتفاعلات الاحتراق بالإضافة إلى تفاعلات التحلل الحراري ؛ أي ردود الفعل التي تذوب في وجود الحرارة.
أمثلة محلولة لأنواع التفاعلات الكيميائية
- المثال الأول: ما هو الطراز الاتي من التفاعل: C3H6O3 + O2 → CO2 + H2O؟
- بيان:
- وتجدر الإشارة إلى أن التفاعل ينطوي على احتراق طراز مركب الهيدروجين ، وهو البروبان ، في وجود الأكسجين لتكوين الماء وثاني أكسيد الكربون ، وعلى هذا فإن طراز التفاعل هو الاحتراق ، وهو تأثَّر طارد للحرارة.
- المثال الثاني. في هذا التفاعل ، أي المواد عبارة عن حمض وأيها قاعدة: HCl + NaOH → NaCl + H2O؟
- بيان:
- الحمض هو مادة تضم على أيون الهيدروجين ، وفي هذا المثال هو حمض الهيدروكلوريك ، والقاعدة هي مادة تضم على أيون الهيدروكسيد (OH-) ، أي هيدروكسيد الصوديوم.
- المثال الثالث: ما هو طراز التفاعل الاتي: MnO2 + 4H + + 2Cl- → Mn + 2 + H2O + Cl2؟
- بيان:
- نلاحظ أن هناك اختلافًا في حالة الأكسدة بين المواد المتفاعلة والنتيجة ، وعلى هذا يكون التفاعل تأثَّر أكسدة واختزال.
العوامل التي تؤثر في التفاعلات الكيميائية
هناك أربعة عوامل رئيسية تؤثر على متوسط التفاعلات الكيميائية:
- تركيز الكواشف أو الكواشف: كلما نمى تركيز الكواشف ، كان متوسط التفاعل أسرع. كلما نمى تركيز الكواشف ، نمى عدد الاصطدامات النشطة خلال مدة زمنية معينة.
- درجة الحرارة: مع صعود درجة الحرارة ، يزداد متوسط التفاعل بسبب إرتفاع الطاقة الحركية للجزيئات المتفاعلة ، وعلى هذا يزداد عدد الجزيئات التي بحوزتها الوقف الأقل من الطاقة الضرورية للتصادمات النشطة ويزداد متوسط التفاعل.
- إضافة محفز: المحفز عبارة عن مادة تعاون على إرتفاع متوسط التفاعل من غير التباعد أثناء هذا ، وتلعب دورًا مهمًا في العديد من التفاعلات في الأنظمة البيولوجية.
- الحالة الفيزيائية للمادة ومساحة السطح: إذا كانت جسيمات الكواشف غير متجانسة ؛ بمعنى ، إذا كانت الكواشف متعددة في حالتها الفيزيائية ، فإن متوسط التفاعل يعتمد على مسافة السطح المعرضة للتفاعل ؛ على سبيل المثال ، عندما تتفاعل الجسيمات الصلبة مع جزيئات الغاز ، يمكن فحسب للجسيمات الصلبة الموجودة على السطح المعرض للغاز أن تتصادم مع جزيئاتها وتتفاعل معها ، وعلى هذا تتعدى مسافة سطح التفاعل من متوسط التفاعل ، وفي عدد من الأحيان يمكن إرتفاع المنطقة أسطح التفاعل عن طريق قطع المادة الصلبة ، على سبيل المثال إلى جزيئات صغيرة.
المعادلات الكيميائية
بسبب التفاعلات الكيميائية العديدة حولنا ، يصعب وصف كل تأثَّر بالكلمات ، لذلك أصبح من الضروري ستعمال المعادلات الكيميائية لوصف هذه التفاعلات ؛ إذا جرى التعبير عن العناصر والمركبات باستخدام صيغها الكيميائية ، وكانت الكواشف أمام السهم وكانت المنتوجات عقب السهم ، ولجعل الصورة أقرب إليك ، لديك المثال الاتي:
- مثال: عند تأثَّر مادتين: A و B تكون المحصلة مادتين: C و D ويمكن التعبير عن هذا التفاعل باستخدام المعادلات الكيميائية على النحو الاتي:
- وتجدر الإشارة إلى أن A و B عبارة عن كواشف ، لذلك ينبغي وضعهما أمام السهم ، ويكون الناتجان عنصرين C و D ، لذلك ينبغي وضعهما عقب السهم ، وعلى هذا ينبغي وضع المعادلة الكيميائية لهذا التفاعل هو: A + B → C + D
كقاعدة عامة ، ضع في اعتبارك ما يلي عند كتابة المعادلات الكيميائية:
- يتم تسجيل كَافَّة التفاعلات والمنتجات في صيغة كيميائية ؛ مثل: H2
- ينبغي أن يكون عدد الذرات هو نفسه في كلا جانبي المعادلة الكيميائية ، ولهذه الذرات الواحدة أو كلتا الذرات ينبغي أن تتضاعف بالعامل المناسب. أي رقم معين ، ما لم يكن عدد ذرات كل عنصر متساويًا على جانبي المعادلة ، والمعادلة الكيميائية عادة لا تلمح إلى عدد جزيئات كل مادة شاملة في التفاعل ، كما هو مُبين في المثال الاتي:
- مثال: يتفاعل غاز الهيدروجين مع غاز النيتروجين لتكوين غاز الأمونيا. اكتب معادلة كيميائية متوازنة لتمثيل هذا التفاعل؟
- بيان:
- اكتب الكواشف والمنتجات على النحو الاتي: H2 + N2 → NH3.
- لوزن هذه المعادلة ، ينبغي في البدايةً التأكد من أن عدد الذرات في كلا طرفي المعادلة هو نفسه ، ولكن ينبغي تنويه أن عدد ذرات الهيدروجين في المواد المتفاعلة هو 2 ، وفي المنتوجات 3 ، وعلى هذا ينبغي ضرب جزيء الهيدروجين بالرقم 3. بحيث يكون لدينا 6 ذرات هيدروجين في التفاعلات ، ويتم ضرب جزيء الأمونيا بالرقم 2 ليصبح لدينا 6 ذرات هيدروجين في المنتوجات ، وهو نفس الشيء بالنسبة للنيتروجين الذرات التي لدينا في المتفاعلات. اثنان ، وفي المنتوجات يوجد أيضًا اثنان ، وعلى هذا فهي متساوية ولا تحتاج إلى تبديل على النحو الاتي: 3H2 + N2 → 2NH3
- مثال: يتفاعل غاز الهيدروجين مع غاز النيتروجين لتكوين غاز الأمونيا. اكتب معادلة كيميائية متوازنة لتمثيل هذا التفاعل؟
وتجدر الإشارة هنا إلى أن ثقل المعادلة الكيميائية يعكس مبدأ حفظ المادة ، وهو أن المادة لا تموت أو تتشكل أثناء التفاعلات الكيميائية.
بيانات أخرى متعلقة بالتفاعلات الكيميائية
تضم البيانات التي تتعلق بالتفاعلات الكيميائية أيضًا ما يلي:
- التفاعلات العكسية وغير العكسية: عدد من التفاعلات أحادية الاتجاه وتسمى تفاعلات لا رجعة فيها ، وبعض التفاعلات تذهب في اتجاهين وتسمى التفاعلات العكسية ، حيث يمكن تحويل التفاعلات إلى انتاجات ، ويمكن أيضًا تحويل المنتوجات إلى في الواقع ، يدوم سقوط التفاعلات الأمامية والعكسية في وقت واحد حتى يتم الوصول إلى حالة تُدعى (التوازن) ، وفي هذه الحالة يكون متوسط التفاعلات الأمامية والعكسية متساويًا ويكون تركيز كل من المواد المتفاعلة والمنتج مثبت.
للتمييز بين التفاعلات العكسية والتفاعلات غير القابلة للعكس ، تتم كتابة التفاعلات العكسية ، عندما يتم تمثيلها عن طريق معادلات كيميائية ، كسهمين متعاكسين يوضع أحدهما فوق الآخر ، ويشير كل منهما في اتجاه شتى. على سبيل المثال ، يعتبر تفكك حمض الكربونيك ثنائي البروتون مثالًا على تأثَّر ثنائي الاتجاه قابل للانعكاس.
- استنتاج بخصوص سقوط تأثَّر كيميائي: في أي تأثَّر كيميائي ، يُفترض أن التفاعل يكلم بملاحظة مجموعة من التحولات الفيزيائية ، مثل تكوين راسب ، أو إطلاق حرارة أو تغير في اللون ، وأيضا التغييرات الأخرى التي يمكن حاصل لها استنتاج سقوط تفاعلات كيميائية.
- التفاعلات الطاردة للحرارة والتفاعلات الطاردة للحرارة: يمكن تعريف التفاعلات الطاردة للحرارة على أنها تفاعلات تنتج طاقة للبيئة. على غرار تفاعلات الاحتراق ، تُعرف تفاعلات امتصاص الطاقة بالتفاعلات التي تمتص الطاقة من البيئة الخارجية ، حيث تستلزم عدد من التفاعلات تسخين المواد المتفاعلة أو إضافة أي شكل آخر من أشكال الطاقة.
اجابة السؤال المتناقل حاليا ما هو التفاعل الكيميائي، يقوم مرتادي مواقع التراسل حاليا ببث استفهامات حول السؤال المطروح حاليا ونحن في شبكة اخر حاجة ننشر لكم الاجابات عن هذا الاستفسار من خلال مصادر اخبارية وثقافية رائدة.