أنواع التغييرات الكيميائية: تحليل مثير للاهتمام


التغيير الكيميائي هو تحويل الجزيء إلى جزيء مختلف تمامًا.

هناك ثلاثة أنواع أساسية من التغيير الكيميائي: التغيرات غير العضوية والعضوية والكيميائية الحيوية. يمكن أيضًا أن تتفرع التفاعلات الكيميائية إلى - التوليف ، والتحلل ، والإزاحة الأحادية ، والإزاحة المزدوجة.

في هذا الجزء ، نعتزم التعرف على أنواع التغيير الكيميائي المختلفة.

تغييرات غير عضوية

تصف تغييرات النوع غير العضوي جميع التفاعلات التي لا تحتوي على الكربون فيها.

عادة ما يتضمن هذا النوع من التفاعل عملية معادلة هذا تفاعل حمضي قاعدي ، تفاعلات الأكسدة والاختزال التي تنطوي على الأكسدة والاختزال ، تفكيك ردود الفعل و الإزاحة ردود الفعل التي سنحاول فهمها في هذه المقالة.

هناك العديد من التطبيقات للتغيرات غير العضوية التي تحدث بشكل رئيسي في المختبرات والصناعات.

هناك عدد كبير من التطبيقات ، وعلى سبيل المثال لا الحصر:

  • غاز الأمونيا - مصدر غني بالأسمدة. كما أنها تستخدم في النايلون والبلاستيك والألياف والهيدرازين (تستخدم كوقود للصواريخ والطائرات) ، إلخ.
  • ثاني أكسيد التيتانيوم - تستخدم كصبغة أساسها مسحوق أبيض في الدهانات والطلاء والبلاستيك والورق والأحبار والألياف والأطعمة ومستحضرات التجميل والمحفزات الضوئية ، إلخ.
  • الكلور - تستخدم للأنابيب ، الملابس ، الأثاث ، الأسمدة ، المبيدات الحشرية ، معالجة المياه ، التعقيم ، إلخ.

تغييرات عضوية

تصف الأنواع العضوية للتغييرات جميع التفاعلات التي تتضمن كربون فيهم.

عادة ما يتضمن هذا النوع من ردود الفعل عملية الهالوجينات - تفاعلات التعامل مع الهالوجينات، البلمرة - مونومرات إلى بوليمرات، رد فعل التكثيف - فقدان الماءمثيلة - إضافة مجموعة الميثيل إلى الركيزة, وما إلى ذلك.

تطبيقات التغييرات العضوية:

مثل التغييرات غير العضوية ، فإن التغييرات العضوية لها أيضًا عدد كبير من التطبيقات. كما نعلم أن التغيرات العضوية هي التغيرات التي تشمل الكربون ومركباته ؛ تحديد تطبيقاته سهل.

  • داياموند - يستخدم الماس بشكل كبير في صناعة الأزياء كمجوهرات ، كما يستخدم للقطع والحفر لأنه صعب للغاية.
  • كربون غير متبلور - تستخدم في صناعة الدهانات والأحبار والبطاريات.
  • الجرافيت - تستخدم كرصاص في أقلام الرصاص.
  • فحم - تستخدم كوقود.

الأمثلة المذكورة أعلاه كلها متآصلات مختلفة من الكربون.

التغييرات الكيميائية الحيوية

يتم تصنيف التغييرات التي تحدث في الكائنات الحية مثل البشر والنباتات والحيوانات والكائنات الحية الأخرى تحت التغيير الكيميائي الحيوي.

عادة ما تتضمن هذه الأنواع من التفاعلات عملية التركيب الضوئي - النباتات تحول الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية ، الهضم من الطعام ، تخليق البروتين - تكوين البروتين في الجزيئات ، إلخ.

عادة ، تحدث التغيرات الكيميائية الحيوية بشكل طبيعي ولا يمكن تصنيعها بشكل مصطنع. رغم ذلك ، مع ظهور التقنيات الجديدة ، هناك متسع كبير للاختراعات الجديدة. لكن هذا لا يزال قيد التنفيذ. في الوقت الحالي ، يمكن للمرء أن يثير رد فعل ولكن لا يمكن توليفه.

وهكذا، فإن استمارة التغيير الكيميائي الحيوي وأمثلةها هي نفسها ، مثل عملية التمثيل الضوئي ، وعملية هضم الطعام ، وعملية تخليق البروتين ، وما إلى ذلك.

قراءة المزيد عن أمثلة على التغيير الكيميائي

هناك أربع فئات أساسية من التفاعلات الكيميائية سنتعلم عنها في هذا القسم من المقالة.

يتم تجزئة التفاعلات الكيميائية أيضًا على أنها - التخليق ، والتحلل ، والإزاحة الفردية ، والإزاحة المزدوجة.

أنواع التغيير الكيميائي
المعادلة العامة لأنواع التفاعلات الكيميائية

1. تركيب

في التركيب الكيميائي ، يتحد اثنان أو أكثر من المواد المتفاعلة معًا لإنشاء منتج معقد. بمعنى آخر ، يمكن أيضًا التعبير عنها كجزيئين يتفاعلان مع بعضهما البعض لتشكيل جزيء معقد واحد. ستكون الخواص الكيميائية لهذا المنتج المشكل حديثًا مختلفة عن كل من المتفاعلات.

يشار إلى هذا التفاعل أيضًا بالاسم - رد فعل مركب. يتم إعطاء المعادلة الشائعة للتفاعل على النحو التالي:

أ + ب ← أب

[اللاتكس] A + B \ rightarrow AB [/ latex]

واحدة من الاكثر شيوعا أمثلة على رد الفعل هذا هو تكوين الملح الذي نستخدمه في حياتنا اليومية.

Na++ Cl-→ ملح (كلوريد الصوديوم)

[اللاتكس] الصوديوم \ ؛ (نا ^ {+}) + كلور \ ؛ (Cl ^ {-}) \ rightarrow Salt \؛ (كلوريد الصوديوم) [/ لاتكس]

مثال آخر سهل ولكنه الأكثر أهمية هو تكوين الماء.

2H2+O2→ 2 ح2O

[اللاتكس] الهيدروجين \ ؛ (2H_ {2}) + أكسجين \ ؛ (O_ {2}) \ rightarrow Water \؛ (2H_ {2} O) [/ لاتكس]

تطبيقات تفاعل تخليقي:

من السهل تحديد تطبيقات مثل هذه الأمثلة السهلة. مثال آخر نلاحظه في كثير من الأحيان هو صدأ الحديد ، حيث يتحد الحديد مع الأكسجين لتكوين الصدأ. يحتوي تفاعل التوليف على مجموعة واسعة من التطبيقات ، حيث يمكن الحصول على منتجات لا حصر لها من خلال الجمع بين مختلف العناصر الكيميائية من الجدول الدوري.

2. تفكيك

يتم تقسيم المادة المتفاعلة إلى نواتج أبسط أو أكثر في تفاعل التحلل. تحتاج هذه التفاعلات إلى طاقة تحت ستار الحرارة أو الضوء أو الكهرباء لتعطيل الروابط داخل المواد المتفاعلة.

يتم إعطاء المعادلة العامة لهذا التفاعل على النحو التالي:

AB → A + B

[اللاتكس] AB \ rightarrow A + B [/ اللاتكس]

يمكن القول أن تفاعل التحلل هو رد فعل خلفي للتفاعل المركب. وبالتالي ، يمكننا أن نأخذ نفس مثال الماء ، لكن بدلاً من ذلك ، هذه المرة ، نفصل الهيدروجين والأكسجين عن الماء من خلال عملية التحليل الكهربائي.

2H2O → 2H2+O2

[اللاتكس] الماء \ ؛ (2H_ {2} O) \ rightarrow Hydrogen \؛ (2H_ {2}) + أكسجين \ ؛ (O_ {2}) [/ لاتكس]

يوفر التحليل الكهربائي العملية ليست سوى تعزيز التفاعل بمساعدة الكهرباء.

جوهر آخر مثال على تفاعل التحلل يمكن تقسيم كربونات الكالسيوم إلى ثاني أكسيد الكربون وأكسيد الكالسيوم.

كربونات الكالسيوم3→ أكسيد الكالسيوم (CaO) + ثاني أكسيد الكربون (CO2)

[اللاتكس] الكالسيوم \ ؛ كربونات (CaCO_ {3}) \ rightarrow Calcium \؛ أكسيد \ ؛ (CaO) \ ؛ + \ ؛ كربون \؛ ثاني أكسيد \ ؛ (CO_ {2}) [/ لاتكس]

لن ينتج عن تفاعل التحلل بالضرورة منتجان منفردان أو أكثر. من حين لآخر ، قد تظل المنتجات المتكونة مركبًا ، تمامًا مثل التفاعل المذكور أعلاه. لا تزال ردود الفعل هذه تعتبر تفاعلات تحلل.

يمكن أن يكون تفاعل التحلل ماصًا للحرارة (ماصًا للحرارة) وكذلك طاردًا للحرارة (إطلاق حرارة).

على سبيل المثال ، يكون تحلل أكسيد النيتروجين إلى نيتروجين وأكسجين طاردًا للحرارة أو إطلاقًا للحرارة ، بينما يتحلل الأوزون (O3) إلى ثاني أكسيد (O2) والأكسجين (O) ماص للحرارة أو ممتص للحرارة.

تشمل تطبيقات تفاعل التحلل ما يلي:

  • استخراج المعادن من الخامات
  • صنع الاسمنت
  • تصنيع أكسيد الكالسيوم
  • اللحام بالثرمايت
  • تخفيف عسر الهضم الحمضي

قراءة المزيد عن كيف يمكن عكس التغيير الكيميائي

3. استبدال واحد

في تفاعل إزاحة واحد ، يتم استبدال مادة متفاعلة بمفاعل آخر ، وهذا هو السبب في أن هذا التفاعل معروف جيدًا باسم a تفاعل الاستبدال.

يتم إعطاء المعادلة العامة لهذا التفاعل على النحو التالي:

AB + C → AC + B

[اللاتكس] AB + C \ rightarrow AC + B [/ latex]

من المعادلة أعلاه ، يمكننا أن نرى أن المادة المتفاعلة "C" قد حلت محل المتفاعل "B" وشكلت نواتج جديدة. في مثل هذا التفاعل ، عادة ما يتم استبدال نفس أنواع المواد المتفاعلة. على سبيل المثال ، يحل المعدن محل المعدن ؛ غير المعدنية تحل محل المواد غير المعدنية ، إلخ.

هنا ، يحل العنصر الأكثر تفاعلًا محل العنصر الأقل تفاعلًا.

دعونا نحاول فهم هذا رد فعل بمساعدة مثال.

ينتج خليط الزنك مع حمض الهيدروكلوريك كلوريد الزنك والهيدروجين.

Zn + 2HCl → ZnCl2+H2

[لاتكس] Zn + 2HCl \ rightarrow ZnCl_ {2} + H_ {2} [/ اللاتكس]

نظرًا لأن الزنك عنصر أقوى من الهيدروجين ، فإنه سيحل محل الهيدروجين ويترابط مع الكلور.

يتم تحديد تفاعلات الاستبدال بشكل أكبر في نوعين:

  1. تفاعل الاستبدال النووي
  2. تفاعل الاستبدال الكهربائي

دعونا نحاول أن نفهم ردود الفعل هذه باختصار.

  1. تفاعل الاستبدال النووي

النيوكليوفيل تعني النواة المحبة أو العنصر الغني بالإلكترون. الاستبدال هو نفس الاستبدال البسيط. هنا ، تحل نوكليوفيل أقوى محل نيوكليوفيل أضعف.

  1. تفاعل الاستبدال الكهربائي

الأجهزة الكهربائية هي محبة للإلكترون. يبحثون عن أزواج الإلكترونات المتاحة للترابط. يبحثون عن محبي نيوكليوفيل لأنهم يريدون التخلي عن إلكتروناتهم.

تطبيقات تفاعلات الاستبدال الفردي:

  • تستخدم في صناعة الفولاذ.
  • تستخدم أيضا في لحام الثرمايت
  • استخراج المعادن
  • تستخدم محبي النيوكليوفيل والكهرباء في مختلف العمليات الصناعية والصيدلانية والزراعية.

4. استبدال مزدوج

في الاستبدال المزدوج ، يحل متفاعلان محل بعضهما البعض لتشكيل نواتج جديدة. ومن المعروف أيضا باسم إبدال. في رد الفعل هذا ، الكاتيونات (أيونات موجبة الشحنة) و الأنيونات (أيونات سالبة الشحنة) استبدلا بعضهما البعض ، ولكن ليس كلاهما معًا.

يحدث بشكل عام مع المواد المتفاعلة التي تكون مائية أو مذابة في محلول سائل ، والذي يكون عادةً ماء. أحد المنتجات بدون استثناء هو في شكل غاز ، أو راسب ، أو جزيء مثل الماء.

يتم إعطاء المعادلة العامة لهذا التفاعل على النحو التالي:

AB + CD → AC + BD

[لاتكس] AB + CD \ rightarrow AC + BD [/ latex]

هنا يمكننا أن نفترض أن المتفاعلات "أ" و "د" هي كاتيونات ، والمتفاعلات "ب" و "ج" هي الأنيونات.

دعونا نأخذ مثال على تفاعل الاستبدال المزدوج لفهمه بشكل أفضل.

ينتج خليط هيدروكسيد الصوديوم مع حمض الهيدروكلوريك كلوريد الصوديوم والماء.

[لاتكس] NaOH + HCl \ rightarrow NaCl + H_ {2} O [/ latex]

وهكذا ، فإن كاتيون مادة ما يصنع زوجًا مع أنيون مادة أخرى.

تطبيقات تفاعلات الاستبدال المزدوجة وتفاعلات الاستبدال الفردي متشابهة تقريبًا. مثل:

  • اللحام بالثرمايت
  • استخراج المعادن
  • استبدال المعادن من محاليل الملح المائي.
  • البناء الضوئي
  • إحراق
  • صدأ الحديد
  • تفاعل الحمض القاعدي

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