أمثلة على التغيير الكيميائي: تحليل مفصل


تحدث التغييرات الكيميائية بشكل عام عندما تتفاعل مادتان أو تتحدان مع بعضهما البعض لتشكيل مادة مختلفة.

عندما تتفاعل أي مادتين أو أكثر في المادة مع بعضهما البعض ، يحدث نوعان من التغييرات: التغيير الفيزيائي الذي عادة ما يكون قابلاً للعكس والتغير الكيميائي الذي لا رجوع فيه عمومًا. في هذا القسم ، سنحاول أن نفهم بالتفصيل التغييرات الكيميائية التي تحدث في المادة وأمثلة التغيير الكيميائي.

العمليات التي لا رجعة فيها هي العمليات التي لا يمكن فيها إعادة المادة إلى شكلها الأولي حيث يتغير التركيب الجزيئي للمادة جزئيًا أو كليًا.

خصائص التغيير الكيميائي

يمكننا تحديد ما إذا كانت المسألة قد مرت تغير كيميائي أو لا بمساعدة الخصائص التالية:

  • إذا تغير التركيب الجزيئي للمادة / المادة.
  • إذا تم إنتاج الضوء.
  • إذا كان هناك تغير في درجة حرارة المادة حيث يتم إطلاق أو امتصاص الطاقة عند حدوث تغييرات في التركيب الجزيئي.
  • عندما يتم إطلاق الطاقة ، فإنها تعرف باسم تفاعل طارد للحرارة.
  • عندما يتم امتصاص الطاقة ، فإنها تعرف باسم تفاعل إمتصاص الحرارة.
  • إذا تم إنتاج الصوت.
  • إذا كان هناك تغيير في كتلة المواد المتفاعلة الموجودة في المادة.
  • إذا كان هناك تغيير في التكوين.
  • إذا تم إنتاج الغاز.
  • إذا تغير لون المادة.
  • إذا تم تشكيل راسب.
  • في حالة السوائل ، قد تتكون فقاعات.
  • إذا انبعثت رائحة.
  • إذا كان من الصعب عكس التغيير أو استحالة عكسه.

قد لا يظهر التغيير الكيميائي جميع العلامات ، ولكن من المحتمل أن يحدث القليل منها.

أنواع التغيير الكيميائي

يوفر أنواع التغيرات الكيميائية تنقسم إلى ثلاث فئات رئيسية:

  1. تغييرات عضوية
  2. تغييرات غير عضوية
  3. التغيرات الكيميائية الحيوية

علاوة على ذلك ، دعونا نلقي نظرة فاحصة على هذه التغييرات الثلاثة:

1. تغييرات عضوية

"الكربون" - أحد أهم مكونات الكيمياء العضوية ومن ثم التغيير العضوي.

تُعرف التغييرات المتعلقة بكيمياء الكربون والعناصر أو المركبات التي يتفاعل معها باسم الكيمياء العضوية.

وبالتالي ، عندما تخضع مادة ما لتغيير يشمل الكربون ومركباته ، فإنها تُعرف باسم التغيير الكيميائي العضوي أو ببساطة التغيير العضوي.

تتضمن بعض الأمثلة النموذجية للتغيرات العضوية ما يلي:

  • تكسير الهيدروكربونات من النفط الخام لصنع البنزين في مصفاة لتكرير النفط.
  • الهالوجينات، وهو ما يعني التفاعلات التي تتعامل مع عناصر الهالوجينات مثل الفلور (F) ، الكلور (Cl) ، اليود (I) ، البروم (Br) ، إلخ.
  • رد فعل التكثيف حيث يتكون جزيء واحد من مزيج من جزيئين أو أكثر. عادة ، يحدث فقدان للماء عند حدوث هذا النوع من التفاعل ؛ يُعرف باسم تفاعل التكثيف.
  • مثيلة، وهو ما يعني إضافة مجموعة الميثيل إلى الركيزة.
  • التبلمر، والذي يتضمن تفاعل جزيئات المونومر لتشكيل سلسلة بوليمر في شبكات ثلاثية الأبعاد.

2. تغيير غير عضوي

تُعرف التفاعلات التي لا تشتمل على "الكربون" على أنها تفاعلات غير عضوية وبالتالي تغيرات كيميائية غير عضوية أو ببساطة تغيرات غير عضوية.

الأنواع النموذجية للتفاعلات التي تنطوي عليها التغيرات غير العضوية هي:

  • خلط الحمض مع القاعدة ، والمعروف عمومًا باسم معادلة.
  • تفاعلات الأكسدة والاختزال حيث يوجد تحول في حالات أكسدة الذرات بسبب الأكسدة أو الاختزال.
  • رد فعل التحلل حيث يتحلل المركب إلى مادتين أو أكثر.
  • ردود فعل النزوح حيث تحل ذرة أو أيون مركب محل ذرة أو أيون مركب آخر.

3. التغيير البيوكيميائي

إنها كيمياء تحدث في الكائنات الحية مثل النباتات والحيوانات والبشر والكائنات الحية الدقيقة وما إلى ذلك ، حيث تتحكم الإنزيمات والبروتينات في معظم التفاعلات ، والتغيير الكيميائي الحيوي معقد للغاية ، ولا يزال غير مفهوم تمامًا.

تتضمن الأنواع النموذجية للتغييرات البيوكيميائية ما يلي:

  • البناء الضوئي هي عملية تستخدمها النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء (مجموعة من البكتيريا) لتحويل الطاقة الضوئية التي يتم تلقيها عمومًا من ضوء الشمس لتحويلها إلى طاقة كيميائية بحيث يمكن استخدامها لاحقًا لتغذية أنشطة الكائن الحي.
  • تخليق البروتينالذي ينتج البروتين في الجزيئات التي تساعد في نمو الكائن الحي.
  • دورة كريبس، وهي عملية تطلق طاقة مخزنة مشتق من البروتينات والدهون والكربوهيدرات من خلال الأكسدة.
  • الهضم هي عملية يتم فيها تقسيم جزيئات الطعام الكبيرة إلى جزيئات طعام صغيرة بحيث يمكن امتصاصها في بلازما الدم مما يساعد الجسم على الحركة والنمو.

قراءة المزيد عن مثال على القوة الساكنة

أمثلة على التغيير الكيميائي

1. الحديد الصدأ

الصدأ هو عملية كيميائية تحدث عندما يتلامس الحديد أو سبائكه مع الأكسجين في وجود الرطوبة ، وبالتالي فهو نوع من تفاعل الأكسدة والاختزال المعروف بالأكسدة.

الحديد (Fe) + الأكسجين (O) + الماء (H2O) = أكسيد الحديد المائي (III)

تميل الأجسام المغمورة في البحر إلى الصدأ بشكل أسرع بسبب وجود الملح في مياه البحر من خلال العملية الكهروكيميائية.

لأن الصدأ هو نوع من تغيير كيميائي لا رجوع فيهلا يمكن إعادة الحديد إلى شكله الأصلي ، ولكن يمكن بالتأكيد منعه من الصدأ باستخدام مواد غير قابلة للصدأ أو مواد بطيئة الصدأ كطبقة واقية على المواد المتدهورة ، أو عن طريق جلفنة المادة ، أو طلاء المادة بالطلاء ، شرائط شمع وطلاء ورنيش. 

صدأ الحديد
الصورة الائتمان: فليكر

2. طهي الطعام

يعد طهي الطعام أبسط مثال على التغيير الكيميائي. لطهي أي طعام ، تكون المكونات النيئة إما مسلوقة أو مقلية أو مخبوزة أو سوتيه. على أي حال ، هناك تغيير في تركيبته الكيميائية لا يمكن عكسه. عندما يتم طهي المكونات الخام ، يحدث تغيير في النكهة واللون والتكوين الغذائي وما إلى ذلك.

3. هضم الطعام في المعدة

عندما يصل الطعام الذي نتناوله إلى المعدة ، فإنه يختلط بالعديد من عصارات الهضم والإنزيمات التي تصنعها المعدة. تمزج عضلات المعدة القوية الطعام مع الإنزيمات والعصائر الهضمية لتحويل الطعام إلى شكل قابل للاستخدام. بمجرد اكتمال هذه العملية ، يدخل الطعام ببطء إلى الأمعاء الدقيقة عبر أنبوب قصير بين المعدة والأمعاء الدقيقة. هنا تحدث الخطوة التالية عندما تقوم العصائر المنتجة في البنكرياس والكبد بتحويل الطعام إلى طاقة. نتيجة لذلك ، تحدث الكثير من العمليات التي تغير تمامًا التركيب الكيميائي للغذاء. وبالتالي ، فإن هضم الطعام هو تغيير كيميائي.

4. حرق الخشب

حرق الخشب هو مثال على تفاعل كيميائي حيث يتغير التركيب والتركيب الكيميائي للخشب ككل. الأكسجين عنصر أساسي عندما يتعلق الأمر بإشعال شيء ما. في حالة عدم وجود الأكسجين ، فإن المادة لن تشتعل أو تشتعل. لذلك ، عندما يتم إشعال جذوع الأشجار ، يتحول إلى رماد يطلق ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء. 

حرق الأخشاب
الصورة الائتمان: فليكر

5. تعفن الفاكهة / الخضار

هناك عدة أسباب وراء تعفن الفاكهة / الخضروات أو تعفن أي طعام ، مثل التعرض لفترات طويلة للطعام في أماكن مغلقة في ظل وجود الرطوبة ، والتخمير ، والتحميض ، وما إلى ذلك. تخلق هذه العمليات بكتيريا وفطريات لا يمكن أن تكون ضارة في بعض الأحيان ، ولكنها قد تسبب منتجات النفايات آثارًا خطيرة على صحة الفرد.

فليفلة فاسدة
الصورة الائتمان: فليكر

6. تحلل المادة في التربة

التحلل هو عملية تقسم أجزاء كبيرة من المادة إلى أجزاء أصغر. يتأثر بعدة عوامل مثل سطح التربة ودرجة الحرارة وإمكانية الوصول إلى الذباب أو الحشرات والأكسجين والرطوبة والتركيب والمكونات الداخلية للمادة. يختلف معدل التحلل أيضًا بسبب كل هذه العوامل.

7. الالعاب النارية

يتم تعبئة مساحيق كيميائية مختلفة داخل لعبة نارية ، والتي عند إشعالها تتفاعل مع بعضها البعض منتجة أنواعًا مختلفة من الصوت واللون والإضاءة والأنماط. لكي تحترق مفرقعة نارية بنتائجها المتوقعة ، فإنها تحتاج إلى قدر من الطاقة يُعرف باسم تفعيل الطاقــة . بمجرد اشتعال طرف المفرقعة النارية ، يتم إنتاج الحرارة التي توفر طاقة التنشيط المطلوبة للمفرقعة النارية لإظهار نتيجتها الجميلة في شكل الإضاءة واللون.

ومع ذلك ، مع هذا التأثير المذهل ، هناك مشكلة خطيرة ، وهي إطلاق مواد كيميائية سامة في الغلاف الجوي مثل أول أكسيد الكربون ، والبوتاسيوم ، والنيتروجين ، وثاني أكسيد الكربون ، والأمونيا ، وما إلى ذلك ، مما يؤدي إلى تلوث الهواء ، والذي بدوره له آثار سلبية. الآثار على صحة الإنسان والحيوان والنبات. أيضًا ، تبحث العديد من المؤسسات لإيجاد بديل صديق للبيئة للمفرقعات النارية.

حرق الالعاب النارية
الصورة الائتمان: آي ستوك فوتو

8. البناء الضوئي

التمثيل الضوئي هو عملية تستخدمها النباتات والكائنات الحية الأخرى لتحويل الطاقة الضوئية الواردة من ضوء الشمس إلى طاقة كيميائية يمكن أن تغذي حركة الجسم ونموه. يتم تخزين هذه الطاقة في النشا والسكريات الموجودة في جسم معين. تمتص النباتات ثاني أكسيد الكربون والماء من البيئة المحيطة مثل الهواء والتربة ، وبالتالي تنبعث منها الأكسجين في وجود الضوء الذي يعمل كمحفز.

يتم إعطاء معادلة عامة لعملية التمثيل الضوئي في النباتات على النحو التالي:

صبغة ماصة للضوء تعرف باسم الكلوروفيل ، وهي المسؤولة عن إعطاء اللون الأخضر في النباتات تمتص الطاقة من الضوء الأزرق والضوء الأحمر وتعكس الضوء الأخضر ، مما يجعل النبات يظهر باللون الأخضر.

بفضل النباتات التي يعتبر الأكسجين مضيعة لها ، والتي يمكن لجميع أشكال الحياة على الأرض أن تتنفسها.

9. أوراق متغيرة اللون

تؤثر العديد من العوامل على تغير لون الأوراق. أحد هذه الأسباب هو تكسير أصباغ الكلوروفيل ، التي تفقد النباتات لونها الأخضر بسببها. عندما يتحلل الكلوروفيل ، فإن صبغة أخرى تعرف باسم أنثوسيانين ، وهي المسؤولة عن اللون الأحمر في الأوراق ، تأتي للإنقاذ وتحمي الأوراق من أشعة الشمس الضارة. لكن هذا لا يستمر لفترة طويلة من الزمن ؛ في النهاية ، تجف هذه الأوراق وتسقط. وبالمثل ، فإن الأصباغ المختلفة مسؤولة عن ألوان مختلفة في النباتات.

بعض الأسباب الأخرى لتغير لون الأوراق هي الجفاف والمرض والتغير في مستوى الأس الهيدروجيني للتربة وقلة أو كثرة توافر المياه وتلف الجذور. 

يترك متغير اللون
الصورة الائتمان: فليكر

10. التفاعل بين الحمض والقاعدة

يشار إلى التفاعل بين الحمض والقاعدة بالتعادل. يمكن استخدامه لتحديد مستوى الأس الهيدروجيني للمادة.

عندما يحدث التعادل ، تظهر النتائج كمزيج من الملح والماء.

حمض + قاعدة ← ملح + ماء

من أشهرها و سهولة أمثلة على رد الفعل هذا هو خليط حمض الهيدروكلوريك مع هيدروكسيد الصوديوم ، وهو قاعدة ، في شكل مائي ، ينتج كلوريد الصوديوم والماء.

يمكن إعطاء رد فعلها على النحو التالي:

حمض الهيدروكلوريك (HCL) + هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) → كلوريد الصوديوم (NaCl) + الماء (H2O)

يعد التفاعل بين الحمض والقاعدة أحد أهم أمثلة التغيير الكيميائي.


دورفا ديف

أنا دورفا ديف ، أكملت تخرجي في الفيزياء. تسحرني الفيزياء كثيرًا وأحب أن أعرف "لماذا" و "كيف" لكل شيء يتكشف في كوننا. أحاول أن أكتب مدوناتي بلغة بسيطة لكنها فعالة حتى يسهل على القارئ فهمها كما يتذكرها. آمل بفضولي أن أتمكن من تزويد القراء بما يبحثون عنه من خلال مدوناتي. دعنا نتواصل من خلال LinkedIn.

آخر المقالات

الارتباط بالأحماض الأمينية في السيتوبلازم: 7 حقائق يجب أن تعرفها

الأحماض الأمينية في السيتوبلازم: 7 حقائق يجب أن تعرفها

الأحماض الأمينية في الطبيعة لها مجموعات وظيفية من الأحماض الأمينية والكربوكسيلية بالإضافة إلى سلسلة جانبية فريدة. دعونا نرى بعض الحقائق المثيرة للاهتمام حول الأحماض الأمينية في السيتوبلازم. الأحماض الأمينية في ...