علامات التغير الكيميائي (كيف تستدل على حدوث تغير كيميائي)

كيف تستدل على حدوث تغير كيميائي؟

يمكن الاستدلال على حدوث تغيّر كيميائي من خلال بعض المشاهدات، ومن ذلك:^[١]

• تصاعد غاز: يتصاعد الغاز عقب حدوث بعض التفاعلات الكيميائية، ويبدأ الأمر أحيانًا بظهور فقاعات ممتلئة بالغاز ثمّ تنفجر ليغادرها ذلك الغاز، ويبدو هذا المؤشر واضحًا جدًا أثناء عملية غليان الماء مثلًا.
• ظهور مواد راسبة: تنشأ المواد الراسبة على شكل مواد صلبة مستقرّة في القاع أو عالقة في المحلول كناتج لتفاعل محلولين، ومن أبرز الأمثلة التي توضّح ذلك؛ تفاعل أكسيد المغنيسيوم أو الكالسيوم مع الماء داخل أنابيب الصرف الصحي (التكلس)، ممّا يشكّل رواسب يمكن أن تتسبّب في سدّ الأنابيب تمامًا في بعض الأحيان.
• التغيّر اللوني: يعد تغيّر لون المادة دليلًا على حدوث تغيّر كيميائي، حيث تظهر مواد جديدة بألوان جديدة، إلا أنّ هذا قد لا يكون من المؤشرات القويّة دائمًا؛ لأنّ تغيّر اللون قد يحدث لسبب آخر أحيانًا، ومن أمثلة تغيّر اللون التي ترافق التغيّر الكيميائي؛ تأكسد سطح التفاحة وتحوّله إلى لون بنّي عند إزالة قشرتها وبقائها مكشوفة معرّضة للهواء،^[١] وصدأ الحديد.^[٢]
• تغيّر درجات الحرارة: ترتفع درجة حرارة المحيط أو تنخفض حسب نوع التفاعل الكيميائي، فتنخفض عند حدوث تفاعلات يتم من خلالها كسر الروابط الكيميائية، وترتفع في التفاعلات التي يتم من خلالها تكوين الروابط، ومن أهم الأمثلة على ذلك؛ تفاعل الاحتراق المُتمثّل في اشتعال النار.
• ظهور ضوء: يظهر الضوء غالبًا في تفاعلات الاحتراق، إذ يكون الضوء أحد نواتج التفاعل وأدلة حدوثه، ومن أبرز الأمثلة على ذلك من حياتنا اليومية؛ إطلاق الألعاب النارية، كما ينشأ الضوء بشكل طبيعي في أجسام بعض الحشرات كاليراعات نتيجة للتفاعلات الكيميائية التي تتم داخل أجسامها.
• ظهور رائحة مميّزة: يمكن أن تظهر رائحة مميّزة للمواد الناتجة بعد إتمام التفاعل، ويعد هذا من مؤشرات حدوثه، ومن أبرز الأمثلة على ذلك؛ رائحة الأطعمة الفاسدة،^[١] ورائحة البيض الفاسد المميّزة.^[٢]

أمثلة على التغيرات الكيميائية

من أبرز الأمثلة على التغيّرات الكيميائية ما يأتي:^[٣]

• تفاعل صدأ الحديد.
• تفاعل احتراق الخشب.
• عمليّات الأيض التي تحدث داخل جسم الكائن الحيّ.
• التفاعلات التي تحدث بين الحموض والقواعد.
• الطهي، كطهي البيض.
• هضم السكر من خلال تفاعله مع إنزيم الأميليز التي يتم إفرازها في اللعاب.
• تفاعل مسحوق صودا الخبز مع الخل الذي ينتج منه غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2).
• الطلاء الكهربائي للمعادن.
• التفاعلات الكيميائية داخل البطاريات بأنواعها.
• إطلاق الألعاب النارية.
• العفن؛ كالعفن الذي يظهر على الموز.
• فساد الأطعمة؛ مثل فساد الحليب.

ما الفرق بين التغيرات الكيميائية والفيزيائية؟

يتداخل مفهوم التغيّر الفيزيائي والتغيّر الكيميائي أحيانًا وقد يتسبّب عدم التمييز بينهما إلى الوقوع في إشكالات عديدة، ويمكن توضيح الفرق بين التغيّر الكيميائي والتغيّر الفيزيائي من خلال الجدول أدناه بشكل مفصّل ودقيق:^[٤]

أنواع التفاعلات الكيميائية

تنقسم التفاعلات الكيميائية إلى أنواع عدة، فيما يأتي أهمّها مع توضيح كل نوع على حِدى:

تفاعلات الاتحاد

تفاعلات الاتحاد (بالإنجليزية: Combination reaction)، هي التفاعلات التي يتم من خلالها اتّحاد مادتين على الأقل لإنتاج مادة واحدة فقط،^[٥] ومن الأمثلة على هذا النوع، تفاعل غاز الكلور مع الصوديوم لإنتاج كلوريد الصوديوم، حسب المعادلة الآتية: 2Na+ Cl2 → 2NaCl.^[٦]

تفاعلات التحلل الكيميائي

تفاعلات التحلّل (بالإنجليزية: Decomposition reaction)، هي التفاعلات التي يتم من خلالها تحلّل أو فصل المركّب إلى المواد الأساسية البسيطة التي تكوّنه، وهو المعنى المقابل تمامًا لتفاعلات الاتحاد،^[٥] ومن الأمثلة عليه تحلّل بيروكسيد الهيدروجين للحصول على الماء والأكسجين، ويمكن توضيح ذلك من خلال المعادلة الآتية:2 2H2O2 → 2H2O + O.^[٧]

تفاعلات الترسيب

تفاعلات الترسيب (بالإنجليزية: Precipitation reaction)، هي التفاعلات التي يتم من خلالها تفاعل محلولين، يتكوّن كل منهما من أملاح ذائبة لإنتاج مواد صلبة غير قابلة للذوبان تبقى على شكل مادة راسبة،^[٥] ومن الأمثلة على تفاعلات الترسيب؛ تفاعل أيونات الحديد الذائبة مع أيونات الهيدروكسيد الموجبة لإنتاج هيدروكسيد الحديد الثنائي، حسب المعادلة: Fe²⁺ + 2OH⁻ → Fe(OH)2.^[٨]

تفاعلات التعادل

تفاعلات التعادل (بالإنجليزية: Neutralization reaction)، هي التفاعلات التي تكون المتفاعلات فيها هي الحموض والقواعد للحصول على الأملاح والماء،^[٥] مثل تفاعل حمض الهيدروكلوريك القوي مع هيدروكسيد الصوديوم وهو مركب قاعدي قوي، لإنتاج الماء وكلوريد الصوديوم (المعروف بملح الطعام)، حسب المعادلة الآتية: NaOH + HCl → NaCl + H2O.^[٩]

تفاعلات الاحتراق

تفاعلات الاحتراق (بالإنجليزية: Combustion reaction)، هي التفاعلات التي يتفاعل فيها غاز الأكسجين مع مركب آخر لإنتاج غاز ثاني أكسيد الكربون وماء،^[٥] ويُصنّف كتفاعل طارد للحرارة، من أمثلة هذا النوع احتراق الإيثانول حسب المعادلة: C₂H₅OH + 3 O₂ → 2 CO₂ + 3 H₂O.^[١٠]

تفاعل الاستبدال

تفاعل الاستبدال أو الإحلال (بالإنجليزية: Displacement reaction)، هي التفاعلات التي يتم فيها تبديل عنصر محل عنصر آخر داخل مركب ما،^[٥] وينقسم هذا النوع من التفاعلات إلى قسمين؛ تفاعلات استبدال أحادي وتفاعلات استبدال ثنائي، ومن أمثلة تفاعل الاستبدال الأحادي؛ تفاعل الكلور مع بروميد الفضة لإنتاج كلوريد الصوديوم والبروم، ويمكن توضيح ذلك من خلال المعادلة الآتية: Cl2+ 2NaBr → 2NaCl + Br2،^[١١]أما الاستبدال الثنائي فمن الأمثلة عليه؛ تفاعل النحاس مع نترات الفضة للحصول على الفضّة ونترات النحاس الثنائي حسب المعادلة الآتية: Cu + 2AgNO3 → 2Ag + Cu(NO3)2.^[١١]

المراجع

1. ^ ^{أ ب ت} Rebekah Brooks (28/04/2018), "Seven Things That Indicate a Chemical Change Is Occurring", sciencing, Retrieved 07/06/2021. Edited.
2. ^ ^{أ ب} Mandeep Sohal (22/08/2020), "Chemical Change vs. Physical Change", libretexts, Retrieved 07/06/2021. Edited.
3. ↑ Anne Marie Helmenstine (09/01/2020), "Chemical Change Examples", thoughtco, Retrieved 07/06/2021. Edited.
4. ↑ "Differences Between Physical and Chemical Change", byjus, Retrieved 07/06/2021. Edited.
5. ^ ^{أ ب ت ث ج ح} "Types of Chemical Reactions", byjus, Retrieved 07/06/2021. Edited.
6. ↑ "Combination Reaction (Theory)", olabs, Retrieved 07/06/2021. Edited.
7. ↑ "5.20 Decomposition Reaction", ck12, 07/09/2018, Retrieved 07/06/2021. Edited.
8. ↑ "Precipitation reactions", britannica, Retrieved 07/06/2021. Edited.
9. ↑ "Neutralization", toppr, Retrieved 07/06/2021. Edited.
10. ↑ Anne Marie Helmenstine (01/11/2019), "Combustion Reaction Definition", thoughtco, Retrieved 07/06/2021. Edited.
11. ^ ^{أ ب} "Displacement Reactions (Single & Double Displacement)", byjus, Retrieved 07/06/2021. Edited.