ما سبب حدوث التغير الكيميائي
المقصود ب التغير الكيميائي
يُعرف التغير الكيميائي على أنه عملية يتم فيها إعادة ترتيب ذرات مادة واحدة أو أكثر من مادة أو دمجهما معا ليتم تشكيل مادة جديدة، تتميز بخواص كيميائية مختلف، وله تركيب كيميائي مختلف، ومن علامات حدوث تغير في التغير الكيميائي للمادة، حدوث تغير في الرائحة، أو تكون فقاعات أو حدوث طاقة، أو تغير في درجات الحرارة.
ويُعرف التغير الكيميائي باسم التفاعل الكيميائي، والمواد الأساسية تعرف باسم المتفاعلات،والمواد الناتجة تسمى بنواتج عملية التفاعل، ويُعد التغير في الطاقة من أحد خصائص التغير الكيميائي بسبب تكون مادة جديدة، وحين يحدث التفاعل الكيميائي لا يمكن عكسه، على سبيل المثال:إضافة الخل إلى صودا الخبز.
تعني التغيير الكيميائي تفاعلا كيميائيا يؤدي إلى إعادة ترتيب الذرات، وهو تغيير لا يمكن للمادة أن تعود إلى حالتها الأصلية، بعكس التغيير الفيزيائي الذي يمكن للمادة أن تعود إلى حالتها الأصلية. ويؤدي التغيير الكيميائي إلى تغيير في طاقة المجموعة، ويطلق عليه اسم التفاعل الطارد للحرارة (Exothermic reaction) إذا تم إطلاق الحرارة، واسم التفاعل الماص للحرارة (Endothermic reaction) إذا تم امتصاص الحرارة.
أمثلة على التغيرات الكيميائية
دلائل حدوث التغير الكيميائي في التفاعل الكيميائي مثل:
- عند مزج صودا الخبز مع الخل يتكون غاز ثاني أكسيد الكربون.
- عند خلط المواد الحمضية مع مواد قاعدية مختلفة، يحدث تفاعل كيميائي.
- يتم تسخين الهيدروجين والأكسجين حتى يحدث تفاعل لإنتاج الماء.
- عملية الهضم (هضم الطعام) تعد تفاعلا كيميائيا .
- طهي البيض تفاعل كيميائي.
- احتراق الشموع تفاعل كيميائي .
- صدأ الحديد ينتج عن تفاعل كيميائي.
- يتم وضع بيروكسيد على الجرح للتعامل مع تفاعلات كيميائية.
إذا حدث أي تفاعل بين المواد ولم ينتج عنه تغيير في الشكل، فإن ذلك يعتبر تغيرًا فيزيائيًا وليس كيميائيًا، كما في حالة كسر الزجاج أو البيض، أو خلط الرمل بالماء.
المقصود ب التغير الفيزيائي
يُعرف التغير الفيزيائي علي أنه تغير للخواص الفيزيائية للمادة مثل: يمكن تحديد مظهر المادة من خلال اللون والشكل والحجم والحالة الفيزيائية (صلبة أو سائلة أو غازية) دون تغيير في تركيبها الجزيئي، ويمكن عكس التغييرات الفيزيائية باستخدام أساليب بسيطة مثل غلي الماء وذوبان الشمع وتقطيع الخشب وإذابة السكر أو الملح في الماء.
الفرق بين التغير الكيميائي و التغير الفيزيائي
- في حالة حدوث التغير الفيزيائي يتم فيه إعادة ترتيب الجزيئات و لكن يظل تركيبها الداخلي كما هو، بينما في حالة التغير الكيميائي تتحول المادة مادة جديدة ذات خواص مختلفة، ومن أمثلة التغير الفيزيائي: التكثيف، والتبخير، والغليان،أما التغير الكيميائي: الإحتراق، والتمثيل الغذائي وغيره من التفاعلات الكيمائية.
- التغيّر الفيزيائي هو تفاعل مؤقت وعكسي، ويمكن استعادة المادة الأصلية من خلال استخدام بعض الوسائل المادية، أما التغيّر الكيميائي فهو تفاعل دائم، ولا يمكن عكسه أو استعادة المادة الأصلية بعد حدوث التفاعل الكيميائي.
- يتوقف التغير الكيميائي على تعديل الخصائص الكيميائية للمادة، بينما يحدث التغير الفيزيائي في خصائص المادة مثل الشكل والحجم والمظهر والكثافة والملمس وكذلك في رائحتها.
- في التغيير الكيميائي، يتم امتصاص كميات كبيرة من الطاقة وتتشكل نواتج التفاعل على شكل صوت أو ضوء أو حرارة، أما في التغيير الفيزيائي فلا يتم امتصاص أي كمية من الطاقة أو إطلاق طاقة ناتجة.
كيف يحدث التغير الكيميائي
يمكننا تحديد التغييرات الكيميائية عن طريق ملاحظتها، وذلك عن طريق
- حدوث تغير في درجة الحرارة: يحدث تغير في درجة الحرارة يتبعه تغير في الطاقة، ويمكن قياس هذا التغير.
- الضوء: تنتج بعض التفاعلات الكيميائية عندما تتعرض مواد التفاعل للضوء.
- تكون فقاعات: تنتج بعض التفاعلات الكيميائية غازات، وتظهر هذه الغازات على شكل فقاعات في المحلول السائ.
- تكون رواسب: في بعض التفاعلات الكيميائية يتم إنتاج أجسام صلبة، والتي قد تظل معلقة في المحلول أو تترسب على شكل راسب بعد مرور فترة من الزمن.
- حدوث تغييرات في اللون: يعد تغيير اللون من المؤشرات الجيدة على حدوث التفاعلات الكيميائية، ويمكن للتفاعلات الكيميائية التي تحتوي على الفلزات الانتقالية أن تنتج بعض الألوان.
- ظهور تغير في رائحة المادة: بعض التفاعلات الكيميائية تنتج روائح متطايرة مميزة.
- حدوث تغير في التركيب: كمثال، يتكون الرماد عند حدوث عملية الاحتراق، ويتغير لون الطعام عند تعفنه
– يمكن حدوث التغييرات الكيميائية دون أي مؤشرات ظاهرة، حيث يتم إنتاج صدأ الحديد عند تعرضه للحرارة وتغيير لونه، ولكن يستغرق وقتًا طويلاً لظهور الصدأ على الحديد على الرغم من استمرارية العملية .
أنواع التغيّرات الكيميائية
يوجد ثلاثة أنواع من التغيرات الكيميائية:
- التغيرات الكيميائية الغير عضوية.
- التغيرات الكيميائية العضوية.
- التغيرات البيوكيميائية.
التغيرات الكيميائية الغير عضوية: هي عبارة عن تفاعلات كيميائية لا تتوقف عادة على وجود عنصر الكربون، ومثال على التغيرات الكيميائية الغير عضوية (خلط كلا من القواعد والأحماض وتفاعلات الأكسدة (بما في ذلك حدوث عملية الاحتراق)، تفاعلات الأكسدة والاختزال).
التغيرات الكيميائية العضوية: وهي تشير إلى تلك الثغرات في المركبات العضوية التي تحتوي على الكربون والهيدروجين، مثل عملية تكسير الروابط في النفط الخام، وعملية البلمرة، وعملية إضافة مجموعة الميثيل، وعملية التهلجن.
التغيرات البيوكيميائية: تعني التفاعلات الكيميائية العضوية التغيرات التي تحدث داخل أجسام الكائنات الحية، وتتم التحكم في هذه التفاعلات من خلال إفراز الإنزيمات والهرمونات، على سبيل المثال، عملية التخمر ودورة الكربون الثلاثية ودورة كربس وعملية التمثيل الضوئي وعملية الأيض داخل أجسام الكائنات الحية .