التفاعلات الكيميائية.. ما أنواعها وكيف يمكن الاستفادة منها؟

التفاعلات الكيميائية تمثل المحرك في الحياة حولنا، حيث إن كل مظاهر الحياة التي نراها ما هي إلا نوع من أنواع التفاعلات الكيميائية، فالإنسان مثلًا حتى يعيش يمر جسمه بمجموعة من التفاعلات الكيميائية التي تسعى في النهاية إلى إنتاج الطاقة التي تمثل سر الحياة، النبات يعيش على سلسلة من التفاعلات الكيميائية المتمثلة في عملية البناء الضوئي، واستغل الإنسان نفس المبدأ في الصناعات والتكنولوجيا والأبحاث العلمية، لذا فالحياة حولنا ما هي إلا سلسلة من التفاعلات الكيميائية سواء تلك التي تحدث داخل المعامل الكيميائية أو في الطبيعة من حولنا وفينا.

ما هي التفاعلات الكيميائية؟

التفاعلات الكيميائية بأبسط صورة هي إحداث تغيرات على المادة أو المواد التي تدخل في التفاعل لتتحول إلى مواد جديدة تأتي مختلفة تمامًا في الخصائص الكيميائية عن مواد التفاعل الأولية.

يحدث هذا التغير في مواد التفاعل عن طريق كسر الروابط الكيميائية وتشكيل روابط جديدة، أو تغيير ترتيب الذرات في الجزيئات الكيميائية لمواد التفاعل، فيترتب على ذلك إما تكون مركبات جديدة أو تفكيك المركبات إلى عناصرها أو مكوناتها.

ما هي أنواع التفاعلات الكيميائية؟

يمكننا تصنيف التفاعلات الكيميائية إلى 5 أنواع رئيسية تتمثل في:-

تفاعلات الدمج أو الاتحاد (التفاعلات التخليقية أو التفاعلات المركبة):

يتم هذا التفاعل عن طريق اتحاد أو اندماج مادتين أو أكثر لإنتاج مادة جديدة أو مركب، ومن هذه التفاعلات تفاعلات معظم المعادن واللافلزات مع الأكسجين لإنتاج أكاسيدها والتي تتم تحت أغلب ظروف التفاعل.

تفاعلات الاستبدال الفردي أو الإحلال الأحادي أو الإزاحة الفردية:

يتم في هذا النوع من التفاعلات حلول عنصر أو مادة مكان أخرى مشابهة داخل المركب، فالمادة المعدنية تستبدل بأخرى معدنية، والمادة الفلزية تستبدل بأخرى فلزية، واللامعدنية بأخرى لامعدنية، واللافلزية بمادة لافلزية، فمثلًا عند وضع شريط مغنيسيوم في محلول مائي من نترات النحاس ليحل المغنيسيوم محل النحاس لتنتج نترات المغنيسوم المائية ويترسب النحاس الصلب.

تفاعلات التحلل:

هذا النوع من التفاعلات يحدث فيه أن ينقسم المركب الكيميائي الداخل في التفاعل إلى مادتين أو أكثر تكون أبسط في التركيب الكيميائي، ودائمًا ما يحتاج هذا النوع من التفاعل إلى دخول مصدر من الطاقة على العملية التفاعلية كالحرارة أو الكهرباء أو الضوء، وعادة ما يترتب على هذه التفاعلات أن يتحلل المركب الدخل في التفاعل إلى مكوناته أو عناصره، وفي بعض التفاعلات يمكن أن يكون من النواتج مركبات أبسط كما هو الحال في هيدروكسيدات المعادن حيث يستخدم التسخين فتتحول إلى أكسيد المعدن والماء.

تفاعلات الاستبدال المزدوج (الإحلال المزدوج، أو الإزاحة المزدوجة):

يتم في هذا النوع من التفاعلات الكيميائية التبادل بين الأيونات الموجبة والسالبة لمركبين أيونيين فيما بينها مما ينتج عنه تكون مركبات جديدة وعادة ما تتم تلك التفاعلات في محلول مائي، وغالبًا ما يكون أحد النواتج نوعا من الرواسب الصلبة التي تنتج عن اتحاد كاتيونات وأيونات المواد المتفاعلة مكونة مركبا أيونيا غير قابل للذوبان أو الغازات أو المركبات الجزيئية.

تفاعلات الاحتراق:

يتم هذا التفاعل من أنواع التفاعلات الكيميائية بين مادة وغاز الأكسجين وعادة ما ينتج عنها إطلاق طاقة ضوئية أو حرارية، لذا الاحتراق دائمًا أحد مكونات التفاعل، ونرى هذا التفاعل بشكل واضح مع الهيدروكربونات التي عادة ما تستخدم كوقود بسبب قدرتها عند الاحتراق على إطلاق كمية كبيرة من الطاقة الحرارية، لذا نجدها مستخدمة في شوايات الغاز أو البوتجاز.

الفرق بين التفاعلات الكيميائية والتغيرات الفيزيائية

يمكننا القول إن الفرق الأساسي بين التفاعلات الكيميائية والتغيرات الفيزيائية هو أن التفاعلات الكيميائية تعمل على تغيير هوية المادة أو خصائصها الكيميائية سواء عن طريق تكسير الروابط للمواد الداخلة في التفاعل أو إعادة ترتيب ذرات جزيئاتها.

أما التغيرات الفيزيائية فهي فقط تغير شكل المادة أو المركب أو خصائصه الفيزيائية مع احتفاظه بخصائصه الكيميائية دون تغيير، ويقصد هنا بالخصائص الفيزيائية بشكل أساسي الخصائص الشكلية مثل البريق والتطويع والقدرة على السحب في سلك رفيع والكثافة واللزوجة والذوبان والكتلة والصوت، ومن أبرز الأمثلة على ذلك الماء فالتركيب الكيميائي للماء هو H2O، فهل يتغير مع تغير شكل الماء من سائل إلى جليد أو إلى بخار ماء، بالطبع لا ففي أي شكل للماء سيظل شكله الكيميائي H2O.