ما هي علامات حدوث التغير الكيميائي
من علامات حدوث التغير الكيميائي
يمكن أن تتعرض أي مادة للتغيير، وتنقسم التغييرات التي تحدث للمادة إلى نوعين: تغيير كيميائي وتغيير فيزيائي.
وهناك خمس علامات على حدوث تغير كيميائي:
- تغيير اللون.
- تصاعد رائحة نفاذة أو كريهة.
- تغيير درجة الحرارة.
- تطور الغاز (تكوين فقاعات)
- تكوين راسب (تكوين مادة صلبة).
التغير الكيميائي هو تغير يحدث على المادة ينتج عنه مركب جديد، حيث تعيد الذرات ترتيب نفسها لتشكيل روابط كيميائية جديدة، والسبب وراء حدوث التغير الكيميائي هو حدوث فاعل كيميائي يؤدي إلى اختلاف المواد النهائية الناتجة عن التفاعل عن المواد الأولية التي دخلت في التفاعل.
وأثناء التفاعل، يتم خلط المواد المتفاعلة معًا، وعادة ما يتضمن التفاعل الكيميائي إضافة حرارة (وهي أيضًا شكل من أشكال المادة) لتحدث المتفاعلات في النهاية.
شروط حدوث تفاعل كيميائي
تحدث التفاعلات الكيميائية في كل مكان على كوكب الأرض، ولكنها تتطلب ظروفًا معينة لحدوثها، وتختلف هذه الظروف من تفاعل إلى آخر؛ على سبيل المثال:
- الحرارة: تحتاج العديد من التفاعلات إلى مصدر حرارة وتسمى تلك التفاعلات تفاعلات ماصة للحرارة. أحد أكثر أنواع التفاعلات وضوحا هو تفاعل الاحتراق الذي يحتاج إلى حرارة.
- الأكسجين: توافر الأكسجين أيضا شرط أساسي لحدوث تفاعل الاحتراق.
- الضوء: الضوء هو أحد أشكال الطاقة اللازمة لبعض التفاعلات الكيميائية، حيث تستخدم النباتات الطاقة من ضوء الشمس أثناء عملية التمثيل الضوئي، وهو تفاعل كيميائي يتم فيه تفاعل ثاني أكسيد الكربون والماء لإنتاج الجلوكوز والأكسجين.
- الضغط: يمكن أن تتطلب بعض التفاعلات ضغطا عاليا لحدوثها، على سبيل المثال عند تعرض النيتروجين والهيدروجين لضغط عال، يحدث تفاعل ينتج عنه غاز الأمونيا.
- عوامل حفازة: يحتاج بعض التفاعلات إلى مادة تزيد من سرعة التفاعل وتقلل من طاقة التنشيط، وتظل هذه المواد كما هي دون تغيير بعد انتهاء التفاعل.
أمثلة على التغير الكيميائي
- حرق الأخشاب
- هضم الطعام
- حرق السكر لتكوين كراميل
- صدأ الحديد.
من الأمثلة على التغير الكيميائي التي يمكن ملاحظتها في المنزل هو تعفن الطعام، حيث يتطور الطعام رائحة كريهة عندما يترك بالخارج لفترة طويلة أو يصل إلى تاريخ انتهاء صلاحيته، وبالتالي يفسد في النهاية وينتج عنه رائحة كريهة عندما يصبح فاسدًا.
يحدث ذلك بسبب التفاعلات الكيميائية التي تحدث عندما يتحلل ويتعفن الطعام، مما يؤدي إلى تكوين مركبات جديدة لها روائح فريدة فريدة مرتبطة بها.
علامة أخرى شائعة للتفاعل الكيميائي هي تكوين راسب، ويحدث هذا عندما يتم خلط المواد الكيميائية المذابة في محلول معًا وتتشكل مادة صلبة غير قابلة للذوبان، تعرف باسم بالراسب في الخليط السائل، وفي تلك الحالة يشير تكوين مادة صلبة جديدة من مادتين سائلتين إلى حدوث تفاعل وتغيير المواد الأصلية.
من التفاعلات الكيميائية الشائعة خلط الخل مع صودا الخبز، وعندما يتم خلطهما تتكوَّن فورًا فقاعات ورغوة، وهذه الفقاعات هي ناتجة عن انبعاث غاز ثاني أكسيد الكربون نتيجة تفاعل الخل مع صودا الخبز.
الفرق بين التغير الكيميائي والتغير الفيزيائي
التغير الكيميائي يحدث عند تكوين مادة جديدة بعد إعادة ترتيب الذرات في تفاعل كيميائي، ويؤدي إلى تغير دائم في المادة. بينما يحدث التغير الفيزيائي بدون تكوين مادة جديدة، ويؤدي إلى تغير مؤقت في المادة يمكن عكسه أو إعادة المادة لحالتها الأصلية.
يتمثل التغيير الفيزيائي في تعديل خصائص المادة مثل الملمس أو الشكل أو الحالة، وعادةً ما يمكن استعادة المادة الأصلية عند عكس هذا التفاعل
يؤدي بعض التغييرات إلى تغيير جذري في مظهر المادة، ومع ذلك فإن ذلك لا يعني حدوث تغيير كيميائي. فعلى سبيل المثال، عندما يُذوب السكر في الماء، يتغيّر شكل السكر، لكن تركيبه الكيميائي يظل كما هو كيميائيًا، ولذلك يُعتبر هذا التفاعل تغيير فيزيائي.
أمثلة على التغيرات الفيزيائية
- تجعد ورقة من رقائق الألومنيوم
- ذوبان مكعب ثلج
- صب الفضة في قالب
- كسر زجاجة
- ماء مغلي
- تبخير الكحول
- تمزيق الورق
- تحول الجليد الجاف إلى ثاني أكسيد الكربون الغازي.
قد يعتقد بعض الطلاب أن تجعيد أو تقطيع الورق يؤدي إلى تغيير غير قابل للعكس، ولكن التركيب الكيميائي لمادة الورق لا يتغير بعد تقطيعه، ولذلك يعد التغيير الناتج في الورق تغيير فيزيائي.
ملاحظة
قد يكون من الصعب تمييز الفرق بين تغير كيميائي وتغير فيزيائي في المادة، ولمعرفة نوع التغيير في هذه الحالة، يتم إجراء تحليل كيميائي للمدخلات والمواد الناتجة.
أحد الأمثلة على التفاعلات التي يصعب تحديدها هو إذابة ملح الطعام (كلوريد الصوديوم) في ماء سائل، فعندما يضاف ملح الطعام الصلب إلى الماء فإنه يختفي، ويمكن التعرف على هذا الانحلال بسهولة على أنه تغيير فيزيائي ، لأنه إذا سمح للماء بالتبخر ، فإن الملح يبقى بعد تبخر كل الماء وهذا يعني أنه لم يتم تغييره بشكل دائم.
على الرغم من ذلك، فإن ملح الطعام مركبٌ يحتوي على أيونات، والأيونات هي ذرات أو جزيئات تحمل شحنة سالبة أو موجبة (نتيجة لفقدان أو اكتساب إلكترون)،
وعندما تضاف المركبات الأيونية إلى الماء، فإنها تنفصل أو تتفكك إلى أيونات، وفي حالة ملح الطعام يتفكك إلى أيونات الصوديوم (موجبة) وأيونات الكلوريد (سالبة) في الماء بينما يبدو أن البقع هذا التغير هو تغير كيميائي بسبب تفكك أيونات الملح، ومع ذلك ، لا يعتبر العلماء أن هذا تغيير كيميائي لأن ملح الطعام الصلب يعود كما هو بعد تبخر الماء، والسبب في ذلك أن ملح الطعام ينفصل عند الإذابة، لكن الذرات تتحد في نفس الترتيب مرة أخرى بمجرد إزالة الماء.
مثال آخر على صعوبة تحديد التغيير الفيزيائي أو الكيميائي هو عند خلط معدنين أو أكثر معًا عند درجة حرارة عالية لتشكيل سبيكة، والتي تمتلك خصائص مختلفة عن المعادن المختلطة لصنعها.
يعد النحاس الأصفر واحداً من السبائك الشائعة، والتي يمكن العثور عليها في المفصلات والمقابض الزخرفية، وكذلك على آلات الموسيقى مثل الأبواق والترومبون والساكسفون.
يتألف النحاس الأصفر من 60 في المائة من النحاس و40 في المائة من الزنك، ولكنه يمتلك خصائص مختلفة عن النحاس بمفرده أو الزنك بمفرده.
ومع ذلك على الرغم من اختلاف خصائص النحاس الأصفر عن النحاس والزنك ، إلا أنه لا يتم تصنيعه عن طريق تفاعل كيميائي، حيث توجد ذرات كلًا من النحاس والزنك في النحاس الأصفر ، لكنهما لا تترابطان كيميائيًا معًا، ونتيجة لذلك، تمثل عملية تصنيع النحاس الأصفر تغييرًا فيزيائيًا بدلاً من تغيير كيميائي.