نبذة تعريفية عن “التفاعل الكيميائي” والعوامل المؤثرة عليه

1995 موسوعة الكويت العلمية للأطفال الجزء السادس

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

التفاعل الكيميائي الكيمياء

التفاعل الكيميائي نوع من أنواع التغيّر الكيميائي.

وقد تحدث بعض هذه التفاعلات الكيميائية طبيعياً، مثل ذلك العمل الذي تقوم به بعض أنواع البكتيريا والفطريات، التي تساعد على تفاعل مكونات قطعة من الخشب المتعفن مع أكسيجين الجو تدريجياً حتى تتلاشى بمرور الوقت

كذلك يحدث التفاعل الكيميائي طبيعياً عندما تصدأ قطعة من الحديد في الجو الرَّطْب، أو عندما يهضم الطعام في أجسامنا.

 

وهناك كثير من التفاعلات الكيميائية التي يقوم بها الإنسان للحصول على منتجات ومواد يحتاج إليها في حياته اليومية، مثل استخدام بعض نواتج تقطير البترول في تحضير أنواع من المطاط الصناعي، أو اللدائن (البلاستك)، أو إنتاج بعض الأصباغ والأدوية من قطران الفحم، أو صنع أنواع من الحرير الصناعي من ألياف السليولوز الطبيعية.

ويُعبِّر عادة عن التفاعلات الكيميائية بمعادلات خاصة، تستعمل فيها رموز للدلالة على الذرات والجزيئات الداخلة في التفاعل أو الناتجة منه.

ومن أمثلة ذلك التفاعل الكيميائي الذي يتحول فيه الزئبق من فلز خالص إلى أكسيد أحمر اللون عند تسخينه في الهواء، فيرمز للزئبق بالرمز «ز»، ويرمز للأكسيجين بالرمز «أ»، وتصبح المعادلة الدالة على التفاعل كما يلي:

وهي تدل على تفاعل ذرتين من الزئبق مع جزيء من غاز الأكسيجين (يتكون من ذرتين)، لتكوين جزيئين من أكسيد الزئبق يتكون كل منهما من ذرة واحدة من الزئبق وذرة واحدة من الأكسيجين.

 

وهناك بعض العوامل التي تؤثر على السرعة التي يتم بها التفاعل الكيميائي، درجة الحرارة، أو تركيز المواد الداخلة في التفاعل، أو وجود حافز يدفع التفاعل إلى السريان.

ويؤدي رفع درجة حرارة المواد المتفاعلة إلى زيادة حركة جزيئاتها، وازدياد فرصة اصطدامها بعضها ببعض، فيحدث بينها التفاعل المطلوب.

وقد ترتفع درجة حرارة المواد المتفاعلة طبيعياً دون تدخل الإنسان، مثلما يحدث في عمليات الاحتراق الذاتي لأكْوام القُمامة، التي تحتوي على قطَع من القماش وبعض النفايات البترَولية.

 

فعندما تبدأ هذه المواد في التفاعل مع أكسيجين الهواء، ينتج عن ذلك حرارة، تعرف باسم حرارة التفاعل.

ونظراً لأن هذه النُّفايات رديئة التوصيل للحرارة، فإنها تحتفظ بهذه الحرارة في داخلها.

وعندما تصل درجة حرارة هذه النفايات إلى حد معين، تبدأ في الخروج منها بعض الغازات التي تشتعل في الهواء وتتسبب في احتراق القمامة.

 

وقد يؤدِّي صغر حجم حبيبات بعض المواد إلى حدوث تفاعل كيميائي سريع، ولذلك نجد أن تراب الفحم يمثل خطورة كبيرة في المناجم. كما يمثل نفس الخطورة مسحوق الخشب في مصانع الخشب.

وذلك لأن صغر حجم حبيبات كل من الفحم أو الخشب يمثل زيادة كبيرة جداً في السطح المعرَّض لأكسيجين الهواء، ويمكن لشرارة واحدة أن تحدث انفجاراً هائلاً، نتيجة لاشتعال هذه الحبيبات السريع في أكسيجين الهواء

وقد تكون بعض التفاعلات بطيئة إلى حد ما، حتى عند توافر الشروط السابقة. ولذلك قد يقتضي الأمر استعمال مادة تساعد على زيادة سرعة التفاعل الكيميائي، وتعرف مثل هذه المادة باسم «الحافز»، أو «العامل الوسيط».

 

وهي تساعد على حدوث التفاعل دون أن يتغير تركيبها، ومن أمثلتها، استعمال فلز النيكل في عمليات اختزال بعض الزيوت النباتية بواسطة غاز الهيدروجين لتحويلها إلى شحوم جامدة مثل المسلي الصناعي.

كذلك تقوم كثير من الإنزيمات بنفس هذا الدور في الخلايا الحية.

فهي تقوم بتعجيل مئات من تفاعلات الهدم والبناء في هذه الخلايا.

 

وهناك كثير من التفاعلات الكيميائية التي لا تسري إلى نهايتها، بل يحتوي خليط التفاعل على جزء من المواد المتفاعلة بجانب المواد الناتجة.

ويقال عندئذ عن مثل هذه التفاعلات إنها «تفاعلات انعكاسية»، لأنه في الوقت الذي تتفاعل فيه الموادَ المتفاعلة لتعطي الموادَّ الناتجة، وهو ما يعرف «بالتفاعل الطردي»، تنحلّ فيه بعض المواد الناتجة لتعطيَ الموادَّ المتفاعلة مرة أخرى، ويُعبَّر عنه باسم «التفاعل العكسي».

وعندما تتساوى سرعة هذين التفاعلين يُقال عندئذ إن التفاعل الكيميائي في حالة اتزان.

 

ومن أمثلة هذه التفاعلات ما يحدث عند تسخين أكسيد الزئبق في أنبوبة مقفلة، فإن خليط التفاعل يحتوي في هذه الحالة على كلٍّ من الأكسيجين والزئبق وأكسيد الزئبق.

كذلك التفاعل الكيميائي الخاصُّ بتحضير النَّشادر، وهي مادة مهمة تستعمل في صنع المخصِّبَات (السماد)، وبعض المفرقعات، ومواد التبريد، وبعض أنواع الحرير الصناعي.

ونظراً لأن التفاعل بين النتروجين والهيدروجين لتكوين النشادر تفاعل انعكاسي فإن الأمر يستلزم استعمال حرارة عالية (نحو 500م/س) وضغط مرتفع (نحو 500 – 1000 ضغط جوي) مع استعمال حافز من فلز الحديد، حتى يسير التفاعل في اتجاه واحد، وهو اتجاه تكوين النشادر.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]