التّفاعل الكيميائيّ

التّفاعل الكيميائيّ

تعرف التّفاعلات الكيميائيّة بأنّها حالة تكسير روابط المواد المتفاعلة من أجل إنتاج مواد جديدة مختلفة في صفاتها الكيميائية والفيزيائية معاً ويشمل هذا الاختلاف في الصّفات اختلافاً في الصّفات الفيزيائيّة والصّفات الكيميائيّة, أو إعادة ترتيب الذرات في المركب .

أنواع التفاعلات الكيميائية :

التّفاعلات الكيميائيّة متعدّدة الأنواع وكثيرة ، وهي تحدث حولنا بشكل مستمرّ ودائم، وهي من العمليّات الكيميائيّة الضّروريّة من أجل الحصول على المواد الجديدة، فهي تدخل بشكل كبير في العمليّات الصّناعيّة المختلفة التي تهدف إلى إنتاج مواد جديدة يستفيد منها الإنسان .

يمكن تصنيف التفاعلات الكيميائية بطرق مختلفة تعتمد على ناحية معينة من نواحي التفاعل يتم التقسيم على أساسها، أو على أساس الفرع الكيميائي الذي تندرج ضمنه. بعض الأمثلة للمصطلحات المستخدمة لوصف الأنواع الشائعة من التفاعلات :

التّزامر Isomerisation  : يخضع المركّب الكيميائيّ في التّزامر إلى ترتيب البنية دون وجود تغيير يذكر في تركيب المركّب الكيميائيّ، وهذا يعني أنّ الجزيء يقوم فقط بتغيير شكله دون أيّ تغيير آخر.

التّحليل الكيميائيّ: هو النّوع الذي يتم من خلاله تحليل المركب الكيميائي إلى مركبات أخرى، أو أن يتم خلال هذا التفاعل تفكيك المركبات الكيميائية إلى العناصر التي تكوّنت منها، ومن أبرز الأمثلة عليه عمليّة تحليل جزيء الماء إلى العنصرَين للماء ، وهما عنصريّ الأكسجين والهيدروجين ، وذلك من خلال بعض المؤثّرات الخارجيّة .

(2

H2O (liquid) → 2H2 (gas) + O2(gas

الاتّحاد المباشرCombination reaction : عمليّة الاندماج الذي يحصل بين عنصرين أو أكثر من أجل تكوين مركّب كيميائيّ يختلف عن العناصر التي تكوّن منها.

(2H2 (gas) + O2 (gas) → 2H2O (liq

تفاعل الاستبدال الأحاديّSingle displacement reaction : يعني الاستبدال الأحاديّ عملية استبدال أحد العناصر المكوّنة لأحد المركّبات الكيميائيّة بعنصر آخر يمتاز بأنّه أكثر فاعليّةً، فمثلاً عند تفاعل حمض الهيدروكلوريك مع عنصر الصّوديوم، يكون النّاتج هو كلوريد الصّوديوم، والعنصر المتحرّر من هذا التّفاعل هو عنصر الهيدروجين الذي يتحرّر على شكل غاز.

(2Na(cr) + 2HCl (aq) → 2NaCl (aq) + H2 (gas

تفاعل الاستبدال الثّنائيّDouble displacement reaction أو استبدال مقترن coupling 

substitution: يتمّ هذا التّفاعل بين مركّبين كيميائيّين، حيث يقومان باستبدال العناصر فيما بينهما، فمثلاً عند تفاعل كلّ من نترات الفضّة وكلوريد الصّوديوم معاً فإنّ الصّوديوم يستبدل الكلور بالنّترات لينتج نترات الصّوديوم، في الوقت الذي يتّحد فيه أيون الفضّة مع أيون الكلور لينتج كلوريد الصّوديوم.

تفاعل الاحتراقCombustion : هو التّفاعل الذي يتمّ من خلاله اتّحاد مادّة قابلة للاحتراق مع العنصر المؤكسد، من أجل إنتاج المركّب المؤكسد، والحرارة.

C10H8 (g) + 12O2 (g) → 10CO2 (g) + 4H2O

و تفاعل الاحتراق معهود لنا فنحن نعرف احتراق الخشب في الهواء أو احتراق الغاز الطبيعي ، وفيهما يتحد الكربون مع الأكسجين فينتجا حرارة وثاني أكسيد الكربون.

سرعة التّفاعلات الكيميائيّة:

 تنقسم التّفاعلات الكيميائيّة بحسب سرعتها، منها ما يتمّ بوقت قصير جدّاً كانفجار البارود، ومنها ما يتمّ في وقت قصير كصدأ الحديد، ومنها ما يتمّ بسرعة بطيئة كالتّفاعل الذي يتمّ بين الصّودا الكاوية والزّيوت، ومنها ما يتمّ بسرعة بطيئة جدّاً، حيث يحتاج لسنوات وقرون كعمليّة تكوّن النّفط.

توازن كيميائي :

يمكن للتفاعل الكيميائي الذي يسير في وسط متجانس (سائل فقط، أو مادة صلبة فقط، أو حالة غازية فقط) أن يسير في اتجاهين متعاكسين. فعندما تتفاعل مادتان مع بعضهما مكونة مركب ثالث ، فعادة يوجد هذا المركب الثالث في حالة مفككة مكونة من المادتين المتفاعلتين. يسير التفاعل عادة في الاتجاهين المتضادين وتحدث "منافسة" بين المواد الداخلة للتفاعل والمواد الناتجة ، ويتميز كل اتجاه بمعدل تفاعل خاص به يعتمد على خواص المواد. ونظرا لأن معدلات التفاعل تعتمد أيضا على تركيز كل من المواد ، فهي تتغير أيضا بمرور الزمن. وتقترب بمرور الزمن سرعتي اتجاهي التفاعل متى تتساوى السرعتان أو المعدلان. عندئذ لا يتغير تركيز كل مادة من المواد في المخلوط ونصل إلى حالة توازن يسمى توازن كيميائي.

ويعتمد موقع التوازن على خواص المواد المتفاعلة ، كما تعتمد عل درجة الحرارة والضغط ويحددها ما يسمى بالطاقة الحرة. وكثيرا أن نستخدم المشتق التفاضلي للإنثالبي الحر أو تفاضل الإنثالبي الحر للتفاعل , والذي لا بد وأن يصبح مساويا للصفر عند التوازن الكيميائي.

وقد عبر العالم الكيميائي شاتلييه عن اعتماد سرعة التفاعل على الضغط بما يسمى مبدأ لو شاتيليه حيث يحاول نظام موضوع تحت ضغط عالي أن يجعل تأثير الضغط أقل ما يمكن.

تلك الحالة تكون نواتج التفاعل قد وصلت إلى نهاية عظمى ، حيث أنه بزيادة إنتاج نواتج تزداد سرعة التفاعل العكسي وتتساوى سرعتي التفاعل في الاتجاهين عند بلوغ التوازن.

المصادر :

1

2