لماذا لا رجوع عن التغيير الكيميائي: تحليل مفصل


التغيير الكيميائي لا رجوع فيه حيث يتم عمل روابط جديدة.

عندما يحدث تغيير كيميائي ، فإن الجزيئات الموجودة في نوع واحد من المواد المتفاعلة تكسر روابطها وتصنع روابط مع نوع آخر من المتفاعلات ، أو أنها تكسر الروابط وتخلق جزيءًا مختلفًا تمامًا.

لهذا السبب وحده ، من السهل فهم سبب عدم قابلية التغيير الكيميائي. على الرغم من أن بعض التغييرات الكيميائية قابلة للعكس، وذلك لأنهم شكلوا روابط بسيطة يمكن تحويلها مرة أخرى إلى الأصل. بينما في التغيير الكيميائي الذي لا رجعة فيه ، تحدث العديد من التغييرات المعقدة التي تغير تكوين السندات بالكامل ، ومن المستحيل عكس ذلك.

في هذه المقالة ، سنلقي نظرة فاحصة على سبب عدم رجوع التغيير الكيميائي.

قائمة المحتويات

إنشاء سندات جديدة

عندما يتفاعل جزيءان أو أكثر مع بعضهما البعض ، فإنهما ينشئان أنواعًا مختلفة من الروابط بينهما. هذه الروابط ، بمجرد إنشائها ، معقدة للتحول إلى الأصل. على الرغم من أنه يمكن صنع جزيئات جديدة عن طريق تغييرها ، إلا أنه لا يمكن إعادتها إلى حالتها الأصلية.

تُعرف الجزيئات التي تتفاعل مع بعضها البعض باسم "المتفاعلات، والجزيئات الناتجة تُعرف باسمالمنتجات". وبالتالي ، بعبارة أخرى ، يمكن تحويل المواد المتفاعلة إلى منتجات ، ولكن لا يمكن تحويل المنتجات مرة أخرى إلى مواد متفاعلة.

يتم ترميز هذه المعادلات بسهم يشير في اتجاه واحد.

قل ، على سبيل المثال ، المتفاعلةA"ومتفاعل"B"صُنعت لتتفاعل مع بعضها البعض ، وتنتج المنتج"C"والمنتج"D، ثم تتم كتابة معادلة هذا السيناريو على النحو التالي:

أ + ب ← ج + د

لماذا التغيير الكيميائي لا رجوع فيه
المعادلة العامة للتغيرات الكيميائية غير القابلة للعكس

وبالتالي ، فإن الخواص الكيميائية للمادة تتغير كليًا عند حدوث مثل هذه التفاعلات. يؤدي التغيير في الخصائص الكيميائية أيضًا إلى تغيير الخصائص الفيزيائية للمادة في بعض الأحيان. ومن ثم ، يصعب عكس هذه التفاعلات ، وفي بعض الحالات ، يستحيل عكسها.

إلقاء نظرة على أمثلة على التغيير الكيميائي الذي لا رجعة فيه

خبز الكيك

على سبيل المثال ، لنأخذ مثال الطبخ. لنفترض أن شخصًا ما يخبز كعكة. لصنع كعكة ، سيحتاجون إلى الدقيق والبيض والزبدة والملح والسكر والحليب وصودا الخبز والماء ومكونات التزيين الصالحة للأكل.

بادئ ذي بدء ، سيتم خلط كل هذه المكونات معًا. لا يمكننا حتى أن نتخيل العمليات الكيميائية التي تحدث داخل مادة ما عندما يتم خلط تسعة مكونات معًا. بعد الخليط ، تُخبز الكعكة. الخبز ، والقلي ، والقلي ، وما إلى ذلك ، يغير خصائص المادة إلى مستوى آخر تمامًا.

الآن ، بمجرد خبز الكعكة ، لا توجد طريقة يمكننا من خلالها تحويل الكعكة مرة أخرى إلى المكونات التسعة الأولية التي استخدمناها.

لماذا التغيير الكيميائي لا رجوع فيه
اعتمادات الصورة: الجوع و فليكر

قراءة المزيد عن عملية لا رجوع فيها

التغيير في الطاقة

أحد أهم الأسباب التي تجعل التغيير الكيميائي لا رجوع فيه هو اختلاف الطاقة. كما رأينا أعلاه أن أ يحدث التغيير الكيميائي عندما تنكسر السندات أو تنشأ.

في بعض الأحيان ، لا توجد طاقة كافية في النظام يمكنها عكس التفاعل ، أو لا توجد طاقة كافية في النظام يمكنها كسر جميع الروابط في المنتجات.

هنا ، الطاقة لا تعني بالضرورة الحرارة. تمتلك النواة والذرات والجزيئات مجتمعة مستويات طاقة وطاقة خاصة بها. لن يؤدي تزويدهم بالحرارة الخارجية فقط إلى التغيير المتوقع في بعض الأحيان.

القضاء على المتفاعل

عندما يتم إجراء تفاعل كيميائي في نظام مفتوح ، في كثير من الأحيان ، يتم فقد بعض كميات المواد المتفاعلة في البيئة. على سبيل المثال ، التخلص من الأكسجين (O2) أو ثاني أكسيد الكربون (CO2) لأنها في شكل غازي.

إذا لم يتم صيانة النظام المغلق بشكل مناسب ، يمكن أيضًا أن تنفجر المواد المتفاعلة الغازية أو المنتجات الناتجة في بيئة مفتوحة. يُعرف النظام الذي لا يوجد فيه نقل للمادة أو الطاقة ، لا من الداخل ولا من الخارج ، باسم أ نظام مغلق.

على الرغم من وجود أنظمة مغلقة مختلفة يُسمح فيها بنقل أي منهما ، على سبيل المثال ، في الديناميكا الحرارية، حيث يُسمح بنقل الطاقة ، ولكن لا يُسمح بنقل المادة في نظام مغلق.

ردود الفعل المتتالية

يتضمن تكوين رابع كلوريد الكربون من الميثان عدة خطوات. تتم معالجة الميثان بالكلور في وجود الضوء للحصول على الكلوروميثان ، والذي يتم معالجته بالكلور مرة أخرى في وجود الضوء ، مما ينتج عنه ثنائي كلورو ميثان. ينتج عن المعالجة بالكلور المزيد من الكلوروفورم ، والذي ينتج عن كلورته رابع كلوريد الكربون.

يتم إعطاء معادلة التفاعل على النحو التالي:

يضاف الكلور إلى المنتجات ، ويعمل الضوء كعامل مساعد.

المواد المتفاعلة الأولية هي نفسها ، لكن العملية تستغرق وقتًا طويلاً. عادة ما يكون عكس هذه العملية صعبًا أو مستحيلًا في بعض الأحيان.

في هذه الحالة ، يُضاف الكلور فقط في كل خطوة. هناك أيضًا بعض التفاعلات التي تتضمن أكثر من مفاعلين في كل مرحلة ، مما يجعل العملية أكثر تعقيدًا. 

المنتجات أكثر استقرارًا من المتفاعلات

في بعض التفاعلات ، تكون المنتجات أكثر ثباتًا من المواد المتفاعلة ، وبالتالي ، فإن تحويل المنتجات مرة أخرى إلى المواد المتفاعلة يكون مرهقًا بشكل استثنائي. المنتجات لها روابط مزدوجة أو ثلاثية تتشكل في مناسبات ، والتي ليس من السهل كسرها أو حتى عكسها.

يقال أن التفاعلات الطاردة للحرارة لا رجوع فيها. على سبيل المثال ، الاحتراق. عندما يتم إشعال قطعة من الخشب ، فإنها تطلق الطاقة على شكل حرارة وضوء. تنبعث هذه الطاقة من النظام ، وبالتالي فهي تفاعل طارد للحرارة. ومن ثم ، فإن المنتجات الناتجة ستكون أكثر استقرارًا من المواد المتفاعلة ، ولهذا السبب لا يمكننا إعادة الخشب من الرماد.


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