التغيرات الكيميائية

المقدمة:....

بسم الله الرحمن الرحيم...
كثيرا مانسمع عن التغير في المواد أو التغير الكيميائي و لكن السؤال هو هل هذة التغيرات تحدث لأن هذة المواد قد قضت وقتا طويلا في الحياة بمعنى انها صارت قديمة و حسب أم ان هنالك أسباب أخرى جعلت من هذة المواد تتغير كيميائيا؟؟ أكيد ان لكل سؤال جواب ولهذا السؤال جواب ايضا لندخل في صلب الموضوع لنعرف الإجابة......

........................................................
المقصود بالتغير الكيميائي هو التغير الكامل والتام في المادة. بحيث تتكون لنا مادة جديدة تماماً. والمادة الجديدة المتكونة يكون لها خصائصها المتميزة فإذا تأملنا نجد أن مادة عود الثقاب أثناء احتراقها تعتبر تغيراً كيميائياُ.
وكل عمليات الاحتراق تعتبر عمليات تغير كيميائي وهنالك أربعة أنواع رئيسية للتغيرات الكيميائية وهي :
1. الاتحاد – المزج combination
2. التحلل – الانحلال التفكك decomposition
3. الاستبدال Replacement
4. الازاحة المزدوجة Double replacement

أولاً // الاتحاد – المزج combination

هو عملية ربط واتصال مباشرة فيما بين مادتين أو اكثر في صورها البسيطة سواء المادة ذاتها أو مركباتها البسيطة لتكوين مركب اكثر تعقيدا وكمثال فان النحاس يتحد مع الاكسجين في الهواء عند تسخينه مكونا مركب ألا وهو أكسيد النحاس copper oxide

تجربة:...........
احضر سلكا كهربائيا معزولاً بطول 150 سم ثم انزع العازل البلاستيك الذي عليه بطول 5 سم حيث يظهر لك السلك النحاسي بطول 5 سم، نظف الجزء المكشوف بورق سنفرة حتى يصير لونه لامعا ثم سخن الجزء النحاسي المكشوف لدرجة الاحمرار فوق لهب غازي (بالجزء العلوي من اللهب) ، لمدة حوالي دقيقة .
ثم دع السلك برهة حتى يبرد ، سوف تلاحظ أن السلك قد تغطى بطبقة سوداء على النحاس وهي عبارة عن أكسيد النحاس ..

قم بازالة هذه الطبقة بسكين الى ان يظهر لك معدن النحاس اللامع ذاته ثم كرر التجربة الى ان تتاكد ان النحاس قد تأكسد فعلا في اللهب .

.................................................
ثانياً// التحلل – الانحلال أو التفكك decomposition

هذه العملية عبارة عن تكسير أو تجزئ مركب الى مركبات أو مكوناته البسيطة أو الى عناصره ، فمثلاً :
- فوق أكسيد الهيدروجين (H2O2) يتحلل في الضوء القوي أو عند التلامس مع الجلد أو أي نسيج حي .
- وبيروكسيد الأيدروجين عبارة عن مركب من الهيدروجين والأكسجين وهو يتحلل الى ماء الذي هو عبارة عن مركب بسيط من الأكسجين والهيدروجين والى أكسجين وهو عنصر.

تجربة :...................
صب كمية صغيرة من محلول بيروكسيد الهيدروجين على كف يدك ولاحظ المحلول بدقة، ستجد ان الفقاعات التي تتكون عبارة عن فقاعات غاز الأكسجين وما يتبقى من البيروكسيد يكون ماءً.
ويمكن التعبير عن هذا التحلل الكيميائي بمعادلة كيميائية بسيطة:
بيروكسيد الهيدروجين = اكسجين + ماء

ثالثاً// - الاستبدال Replacement

هو عملية استبدال أو احلال أحد العناصر بعنصر آخر في المركب فمثلاً :
اذا اسقطنا طقعة من الحديد في محلول من حامض الكبريتيك (مثل محلول بطارية السيارة).، فاننا نشاهد غاز الهيدروجين منطلقاً على شكل فقاعات من المحلول، والذي سيحدث هنا ان الحديد سيحل محل الهيدروجين ، محررا اياه كعنصر ويتكون مركب جديد وهو كبريتات الحديد iron sulohate .

ويمكن التعبير عن هذا التغير الكيميائي بالمعادلة :
Fe + H2SO4>>>>>>> H2 + FeSO4
.....................................
رابعاً// الازاحة المزدوجة Double replacement

في هذا النوع من التغيرات ( التفاعلات) ، يتم التفاعل فيما بين مركبين فيتكون لنا مركبان جديدان ( بتبادل الأجزاء) ولملاحظة مثل هذه التفاعلات فانه بلزم لنا محلول خاص ويطلق عليه فينولفثالين وهو دليل أو كشاف كيميائي phenolphthalein وهو يعتبر الجزء الفعال في كثير من الملينات ( المسهلات) الشائعة وله خاصية التحول الى اللون الأحمر في المحاليل القلوية، وعديم اللون في المحاليل الحامضية.
وتتعادل القلويات مع الأحماض الى ماء ومحلول ملحي ، ويطلق على مثل هذه التفاعلات بالازاحة المزدوجة .

تجربة: ................
قم باذابة بضعة بلورات من هيدروكسيد الصوديوم (قلوي) في ربع (فنجان ) من الماء ، م قم باضافة من 2- 3 قطرات من المحلول الفينولفثالين ، وظهور اللون الأحمر يبين ان هيدروكسيد الصوديوم قلوي .
ثم نبدأ في اضافة الخل vinegar وهو حامض الأسيتيك في صورة قطرة ، قطرة مع التقليب في محلول هيدروكسيد الصوديوم وعندما يصبح الفينولفثالين عديم اللون فان هذا دلالة على اكتمال التفاعل.

ويمكن التعبير عن التفاعل في التجربة السابقة :
NaOH + CH3COOH >>>>>> CH3COONa + H2O
وفي كل التفاعلات الكيميائية فان هنالك طاقة تكون في صورة ، اما طاقة مضافة لاكمال التفاعل او طاقة مطرودة (منطلقة) أثناء التفاعل وهنالك كثير من التفاعلات لا تتم الا في وجود عامل مساعد أو عامل حافز على التفاعل Catalyst

وهذه المواد تغير من سرعة التفاعل سواء بالزيادة أو النقصان فهناك عوامل مساعدة تزيد من التفاعل ويطلق عليها عوامل مساعدة موجبة positive catalyst ، وهناك عوامل مساعدة تبطئ من التفاعل ويطلق عليها Negative Catalyst .
والماء يتعبر عاملا مساعدا لكثير من التفاعلات.
فمثلا نجد أن الحديد الجاف تماما لا يصدأ في الهواء الجاف تماما لعدم وجود الماء فيهما ، ونجد أن كل من بيكربونات الصوديوم وحمض الستيريك " حمض الليمون" يتفاعلان مع الماء رأسا وينتج فقاعات من غاز ثاني أكسيد الكربون.
وعملية الاحتراق هي تفاعل كيميائي فاحتراق الأجسام في الهواء أو في الأكسجين اللازم للاحتراق، إحدى عمليات التفاعل الكيميائي حيث تظهر أجسام جديدة ( النواتج) بينما تختفي المواد الداخلة في الاحتراق والأكسجين ويعبر عن هذه التفاعلات بما يلي كأمثلة :
كربون + أكسجين -----> ثاني أكسيد الكربون
هيدروجين + أكسجين ----> ماء
بيوتان + أكسجين -----> ثاني أكسيد الكربون + ماء.

وعند احتراق الحديد في الأكسجين ، تختفي الأجسام المتفاعلة (الحديد والأكسجين) ويظهر منتج جديد تماما وهو أكسيد الحديد المغناطيسي ويعبر عن هذا التفاعل بما يلي:
حديد + أكسجين ---------> أكسيد الحديد المغناطيسي

ويحترق الكبريت في الهواء بلهب أزرق وينتج غاز ذو رائحة نفاذة وعديم اللون وهو غاز ثاني أكسيد الكبريت ، ويعبر عن هذا التفاعل بما يلي:
كبريت + أكسجين -----> ثاني اكسيد الكبريت

ويلاحظ ان مجموع اوزان المواد المتفاعلة يعادل تماما وزن المواد الناتجة من التفاعل سواء كانت صلبة أم سائلة أم غازية ، وتؤكد التجارب ان العناصر الكيميائية للمادة تحفظ ولا تتغير أثناء أي تفاعل كيميائي سواء كان في صورة احتراق او غير ذلك من التفاعلات ففي الأمثلة السابقة نجد ان ثاني اكسيد الكربون يحتوي على ذرات من الكربون ومن الأكسجين وفي التفاعل الاخير نجد ان ناتج التفاعل هو الماء يحتوي على كل من الهيدروجين والاكسجين عند تحليله ، وهكذا...

» تعادل المواد الكيميائية