أمثلة التفاعلات الكيميائية في الحياة اليومية

تحدث التفاعلات الكيميائية في جميع أنحاء العالم من حولك، وليس فقط في المختبر. يحدث تفاعل المواد لتشكيل منتجات جديدة من خلال عملية تسمى التفاعل الكيميائي أو التغيير الكيميائي. في كل مرة تطبخ أو تنظف فيها، فإن الكيمياء تكون عملية. يعتمد جسمك على التفاعلات الكيميائية للعيش والنمو. هناك ردود فعل عند تناول الأدوية. هذه الأمثلة على التفاعلات الكيميائية في الحياة اليومية هي مجرد نماذج صغيرة من المئات من التفاعلات التي تواجهها خلال يومك.

امثلة على التفاعلات الكيميائية

التركيب الضوئي

تطبّق النباتات تفاعلًا كيميائيًا يسمى التركيب الضوئي لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى طعام (جلوكوز) وأكسجين. إنها واحدة من أكثر التفاعلات الكيميائية اليومية شيوعًا وأيضًا واحدة من أهم التفاعلات لأن هذه هي الطريقة التي تنتج بها النباتات الغذاء لأنفسها وللحيوانات وتحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين.

الاحتراق

عند إشعال الشموع أو النار أو الشوايات، يحدث رد فعل للاحتراق، حيث تجتمع الجزيئات النشطة بالأكسجين لتنتج ثاني أكسيد الكربون والماء.

على سبيل المثال، معادلة احتراق البروبان الموجودة في شبكات الغاز وبعض المواقد .

عملية الهضم

تحدث آلاف التفاعلات الكيميائية أثناء الهضم. بمجرد وضع الطعام في فمك ، يبدأ إنزيم في اللعاب يسمى الأميليز بتكسير السكريات والكربوهيدرات الأخرى إلى أشكال أبسط يمكن لجسمك امتصاصها. يتفاعل حمض الهيدروكلوريك في معدتك مع الطعام لكسره بشكل أكبر ، بينما تشق الإنزيمات البروتينات والدهون بحيث يمكن امتصاصها في مجرى الدم من خلال جدران الأمعاء.

تفاعلات الصابون و المنظّفات

الصابون و المنظفات هي عمليات كيميائية تحدث عن طريق التفاعلات الكيميائية . يسحب الصابون الأوساخ ، مما يعني أن البقع الزيتية ترتبط بالصابون بحيث يمكن رفعها بالماء. تعمل المنظفات كمواد خافضة للتوتر السطحي ، وتقلل من التوتر السطحي للماء حتى يمكنها التفاعل مع الزيوت ، وعزلها ، ومسحها جيدًا.

الطبخ

يستخدم الطبخ الحرارة لإحداث تغييرات كيميائية في الطعام. على سبيل المثال ، عندما تقوم بغلي البيضة بقوة ، يمكن أن يتفاعل كبريتيد الهيدروجين الناتج عن تسخين بياض البيض مع الحديد من صفار البيض لتشكيل حلقات حول صفار البيض. عند تحمير اللحم أو المخبوزات ، ينتج رد فعل بين الأحماض الأمينية والسكريات لونًا بنيًا ونكهة مرغوبة.

الكيمياء الكهربائية

تستخدم البطاريات تفاعلات كهروكيميائية أو تفاعلات الأكسدة والاختزال لتحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية، حيث تحدث تفاعلات الأكسدة والاختزال في الخلايا، بينما تحدث التفاعلات الكيميائية بشكل عام في الخلايا الكهربائية .

الصدأ

مع مرور الوقت، يتشكل على الحديد طبقة حمراء متقشرة تسمى الصدأ، وهذا مثال على تفاعل الأكسدة، وتشمل الأمثلة اليومية الأخرى تأكسد النحاس وتلف الفضة.

التنفس اللاهوائي

التنفس اللاهوائي هو عملية كيميائية تسمح للخلايا بالحصول على الطاقة من المركبات المعقدة دون استخدام الأكسجين. تقوم خلايا عضلاتك بالتنفس اللاهوائي عندما ينفد الأكسجين المتوفر لها، مثلما يحدث أثناء التمارين المكثفة أو الطويلة.

يتم استخدام الخميرة والبكتيريا في التنفس اللاهوائي لتخمير المواد العضوية وإنتاج الإيثانول وثاني أكسيد الكربون ومواد كيميائية أخرى مستخدمة في صناعة الجبن والنبيذ والزبادي والخبز والعديد من المنتجات الأخرى الشائعة.

التنفس الخلوي الهوائي

التنفس الخلوي الهوائي هو العملية المعاكسة لعملية التمثيل الضوئي، حيث يتم دمج جزيئات الطاقة مع الأكسجين الذي نتنفسه، لإطلاق الطاقة التي تحتاجها الخلايا بالإضافة إلى ثاني أكسيد الكربون والماء، والطاقة التي تنتجها الخلايا هي طاقة كيميائية في شكل ATP، أو أدينوزين ثلاثي الفوسفات.

الكيمياء العاطفية

عندما تشعر بالسعادة أو الحزن أو الاسترخاء أو التوتر، يحدث العديد من التفاعلات الكيميائية في جسمك بسبب الرسل الكيميائية المسماة بالناقلات العصبية التي تنبعث في الدماغ.

كيمياء البصل

بمجرد تقطيع البصل إلى شرائح، يتكوّن حمض الكبريتيك من سلفوكسيد الأحماض الأمينية، وهو المسؤول عن إنتاج الغاز المتطاير، بروبان إيثيول أوكسيد، الذي يحفّز إنتاج الدموع في العين.

كيمياء المواد الحافظة

يمكن أن نجد في قائمة المكونات لزجاجة الكاتشب أو المربى أو المخللات، قائمة طويلة من المواد الكيميائية المسماة بالمواد الحافظة للأغذية، التي تؤخر نمو الكائنات الحية الدقيقة في الأطعمة. لا تمنع هذه المواد الحافظة الغذائية الكيميائية نمو البكتيريا والفيروسات والفطريات، بل تعيق أيضا أكسدة الدهون التي تسبب تدهور الأطعمة.

يتم استخدام بنزوات الصوديوم وحمض السوربيك وسوربات البوتاسيوم وسوربات الكالسيوم وسوربات الصوديوم وحمض البروبيونيك وأملاح حمض النتروز كأشهر المواد الحافظة الكيميائية للأغذية.

التغييرات الفيزيائية أثناء التفاعلات الكيميائية

التغيير المادي هو التغيير في الخصائص الفيزيائية. تحدث التغييرات الجسدية أثناء التفاعلات الكيميائية و لكنها لا تغير طبيعة المواد. التغيرات الجسدية الأكثر شيوعًا أثناء التفاعلات هي تغير لون و رائحة و تطوّر الغاز . ومع ذلك عندما تحدث تغييرات فيزيائية قد لا تحدث تفاعلات كيميائية.

تسريع التفاعلات الكيميائية

يحدث التفاعل الكيميائي نتيجة الاصطدام بين الجزيئات، ووفقًا لنموذج الاصطدام، إذا كان التصادم قويًا بما يكفي، فيمكن أن يكسر الروابط الكيميائية في المواد المتفاعلة ويؤدي إلى إعادة ترتيب الذرات لتكوين منتجات جديدة. وكلما كان التصادم بين الجزيئات أقوى، زادت سرعة التفاعل الكيميائي.

يمكن إنتاج زيادة في عدد التصادمات بطريقتين: يمكن زيادة عدد الجزيئات المتصادمة إما بزيادة تركيز المواد المتفاعلة أو بزيادة درجة الحرارة في كلتا الحالتين.

يمكن تطبيق زيادات التركيز ودرجة الحرارة معًا لإنتاج تفاعل أسرع ، ولكن يمكن أيضًا زيادة معدلات التفاعل باستخدام محفّز ، مادة تقوم بتسريع التفاعل دون المشاركة فيه إما كمفاعل أو منتج. وبالتالي ، لا يتم استهلاك المحفزات في التفاعل. أحد الأمثلة المهمة جدًا للمحفز هو الإنزيم الذي يسرّع التفاعلات المعقدة في جسم الإنسان.

عند درجات حرارة الجسم العادية، تكون هذه التفاعلات بطيئة للغاية، ولكن الإنزيم يسرعها. وبالتالي، يمكن القول أن حياة الإنسان تعتمد على التفاعلات الكيميائية .

أهمية التفاعلات الكيميائية

• تعد التفاعلات الكيميائية من أهم الأحداث في الكون، حيث تساعد في نمو النباتات وإنتاج الفواكه وتصبح سمادًا للنباتات الأخرى.
• تساعد التفاعلات الكيميائية في صنع أشكال جديدة من المادة، في حين أن التفاعلات النووية قد تنتج أيضًا مادة جديدة، إلا أن جميع المواد التي نواجهها في الحياة اليومية تقريبًا هي نتيجة للتغيرات الكيميائية.
• تساعد التفاعلات الكيميائية على فهم خصائص المادة، حيث يمكننا من خلال دراسة كيفية تفاعل العينة مع المواد الأخرى معرفة خصائصها الكيميائية، ويمكن استخدام هذه الخصائص لتحديد عينة غير معروفة أو للتنبؤ بكيفية تفاعل أنواع مختلفة من المواد مع بعضها البعض.
• من خلال مراقبة التفاعلات الكيميائية، يمكننا فهم كيفية عمل العالم الطبيعي، حيث يعمل هذه التفاعلات على تحويل الطعام إلى وقود لجسمك، وتجعل الألعاب النارية تنفجر، وتسبب تغيير الطعام عند طهيه، وتجعل الصابون يزيل الأوساخ، وتقوم بالعديد من الوظائف الأخرى.
• تثير التفاعلات الكيميائية المثيرة والمسلية الاهتمام بالعلوم، وتشجع هذه الأنواع الناس على طرح الأسئلة، وقد تقودهم إلى تحقيق مهن مرتبطة بالعلوم .
• تُساعد التفاعلات الكيميائية في حل الجرائم وشرح الألغاز. ومن خلال تحليل عيّنات الدم والأنسجة، يمكن لرجال الشرطة تحديد المجرمين، على سبيل المثال. كما تُعد التفاعلات الكيميائية الأدوات التي نستخدمها لتاريخ الحفريات وتحليل المواد القديمة.