تساعد المعادلات الكيميائية الرمزية في وصف التفاعلات، لكنها تفتقر إلى معلومات مهمة. سؤال بسيط جدا. ومع ذلك، فهي تعتبر واحدة من القضايا المثيرة للقلق للطلاب في المدرسة. ولذلك من المهم أن يجتهد الطلاب في فهم المبادئ العلمية التي يدرسونها في المراحل الدراسية ومن خلالها يمكن فهم رموز المعادلات الكيميائية.
| أمثلة على التفاعلات الكيميائية؟ | يتفاعل الكبريت مع الحديد لتكوين كبريتيد الحديد، وهو تفاعل طارد للحرارة |
| ما هي فوائد التفاعلات الكيميائية في حياتنا؟ | إن فهم التفاعلات الكيميائية يساعدنا على فهم خصائص المواد التي نتعامل معها كل يوم |
| ما هي شروط حدوث التفاعل الكيميائي؟ | وجود محفز وبيئة مناسبة للتفاعل |
تساعد المعادلات الكيميائية الرمزية في وصف التفاعلات. ومع ذلك، فإنها توفر بعض المعلومات الهامة التي يمكن أن تؤثر على رد الفعل نفسه. على سبيل المثال، لا توفر المعادلات الرمزية معلومات حول معدل التفاعل وظروف التفاعل مثل درجة الحرارة والضغط.
تساعد المعادلات الكيميائية الرمزية في وصف التفاعلات، لكنها تفتقر إلى معلومات مهمة
تساعد المعادلات الكيميائية الرمزية في وصف التفاعلات ولكنها تفتقد معلومات مهمة، والإجابة غير صحيحة لأن المعادلات الكيميائية الرمزية تساعد في وصف التفاعل بشكل صحيح ولا تفتقد أي معلومات مهمة.
التفاعلات الكيميائية
بعد معرفة الإجابة، تساعد المعادلات الكيميائية الرمزية في وصف التفاعلات، لكنها تفتقر إلى معلومات مهمة. ومن المهم معرفة ما هي التفاعلات الكيميائية، وهي كما يعرفها العلماء، عملية تحويل المواد المتفاعلة إلى مواد جديدة نتيجة عملية التفاعل. أو ما يسمى بعملية تكسير الروابط وتكوين روابط جديدة مما يؤدي إلى إنتاج مواد جديدة تختلف في تركيبها عن المواد المتفاعلة.
التفاعلات الكيميائية لم تبدأ، كما يعتقد البعض، في المعامل والمختبرات، بل حدثت في كل مكان منذ بداية الكون. لكننا لم نتمكن من فهمها والتعامل معها حتى بداية القرن الثامن عشر. ومن أشهر عمليات التفاعل الكيميائي هي عملية الصدأ والأكسدة التي تحدث في الحديد والفاكهة.
أنواع التفاعلات الكيميائية
بعد معرفة الإجابة، تساعد المعادلات الكيميائية الرمزية في وصف التفاعلات، لكنها تفتقر إلى معلومات مهمة. من المهم معرفة أنواع التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الطبيعة، وهي كما يلي:
- التفاعلات التجميعية: حيث تتحد مادتان أو أكثر مع بعضها البعض لتكوين مادة جديدة سواء كانت عناصر أو مركبات. وأشهر مثال على هذا التفاعل هو عملية احتراق الفحم، حيث يتفاعل الكربون الموجود في الفحم مع الأكسجين الموجود في الهواء لإنتاج ثاني أكسيد الكربون.
- تفاعلات التحلل: يختلف هذا النوع من التفاعل عن التفاعل السابق لأنه يعمل على تفتيت المادة المتفاعلة أو المركب إلى عناصره الأولية. يمكن للمركب المعقد أن يتحلل إلى مركبات أبسط. وأشهر مثال على ذلك هو عملية تجزئة الماء إلى غاز أكسجين وهيدروجين.
- تفاعلات الاستبدال المفردة: في هذه الحالة، تقوم الذرة الأكثر نشاطًا بطرد الذرة الأقل نشاطًا واستبدالها في المركب أثناء عملية التفاعل. إحدى أشهر عمليات تفاعل الاستبدال الفردي هي وضع قطعة من الزنك في محلول كبريتات النحاس. والنتيجة هي محلول كبريتات الرصاص مع قطعة من النحاس، مما يعني أن الرصاص حل محل النحاس في المعادلة.
- تفاعلات الاستبدال أو التبادل المزدوج: هو تفاعل مشابه للتفاعل السابق، إلا أنه يتم في هذه المرة استبدال ذرتين بدلاً من ذرة واحدة. غالباً ما يحدث تبادل للأيونات بين المواد المتفاعلة، فيؤدي إلى تكون رواسب صلبة كما هو الحال في تفاعلات الترسيب، أو ينتج عنه ماء وهو الحال. حالة تفاعلات التعادل هي كما يلي:
- تفاعلات الترسيب: في هذه العملية يتم تبادل الأيونات بين المواد المتفاعلة وينتج عن هذه العملية رواسب صلبة في المواد الناتجة. مثال على هذا النوع من التفاعل هو التفاعل بين نترات الفضة وكلوريد البوتاسيوم لتكوين راسب صلب غير قابل للذوبان من كلوريد الفضة ومحلول نترات البوتاسيوم.
- تفاعلات التحييد: تُعرف أيضًا بالتفاعلات الحمضية القاعدية. الحمض هو مادة يمكن أن تنتج أيونات الهيدروجين في المحلول، في حين أن القاعدة هي مادة يمكن أن تنتج هيدروكسيد في المحلول. في هذه الحالة، يتفاعل الحمض مع القاعدة لتكوين الملح والماء. مثال على هذا النوع هو التفاعل بين حمض الكبريتيك وهيدروكسيد. الصوديوم لإنتاج ملح كبريتات الصوديوم والماء.
- تفاعلات الاحتراق: في هذا النوع من التفاعلات يتم حرق الهيدروكربونات، وهي مركبات يتكون فيها الكربون مع الهيدروجين، بمساعدة الأكسجين. ينتج عن هذا التفاعل غاز ثاني أكسيد الكربون بالإضافة إلى الماء والحرارة. مثال على هذا النوع من التفاعل هو التفاعل بين البروبان والأكسجين في الهواء.
- تفاعلات الأكسدة والاختزال: في هذا النوع من التفاعلات يتم تبادل الإلكترونات بين المواد المتفاعلة، حيث تفقد إحدى ذرات أحد العناصر المتفاعلة إلكتروناً، وهو ما يسمى بعملية الأكسدة، بينما تكتسب ذرات العنصر الآخر إلكتروناً. الإلكترون، والتي تعرف باسم عملية الاختزال. وهذا يعني أنه يمكن تمييز هذا النوع من التفاعل عن الأنواع الأخرى من خلال ملاحظة التغيرات في عدد الأكسدة.
المعادلات الكيميائية
بعد معرفة الإجابة تساعد المعادلات الكيميائية الرمزية في وصف التفاعلات ولكنها تفتقر إلى المعلومات المهمة، ويجب أن تعلم أنه من الصعب وصف جميع التفاعلات الكيميائية من حولنا بالكلمات لأن ذلك سيتطلب الكثير من الوقت والجهد ويمكن أن يؤدي أيضًا إلى سوء فهم.
ولهذا السبب ابتكر العلماء طريقة لوصف التفاعلات الكيميائية من خلال الرموز والأرقام. يتم التعبير عن العناصر ومقاديرها في المعادلة بالاختصارات والقيم التي توضع قبل السهم، وتوضع نتيجة التفاعل بعد السهم عند كتابة المعادلات الكيميائية يجب مراعاة ما يلي:
- كتابة جميع المواد المتفاعلة والنواتج بالصيغة الكيميائية المختصرة مثل: H2O.
- يجب أن يكون عدد الذرات في طرفي المعادلة متساويا. ولتحقيق ذلك يجب ضرب إحدى الذرتين أو كلتيهما بعامل مناسب وهو عدد معين. غالبًا ما توضح المعادلة الكيميائية عدد جزيئات كل مادة من المواد المشاركة في التفاعل.
ردود فعل عكسية ولا رجعة فيها
بعض التفاعلات في الطبيعة تسير في اتجاه واحد وتسمى تفاعلات لا رجعة فيها، والبعض الآخر يمكن أن يكون لها اتجاهين وتسمى تفاعلات عكسية، حيث يمكن أن تتحول المواد المتفاعلة إلى منتجات ويمكن أن تتحول المنتجات إلى مواد متفاعلة.
تحدث التفاعلات العكسية وغير العكسية في وقت واحد حتى تحدث عملية تعرف بالتوازن، وفي هذه الحالة تكون معدلات التفاعلات الأمامية والعكسية متساوية ويظل تركيز كل من المواد المتفاعلة والنواتج ثابتًا.
للتمييز بين التفاعل الانعكاسي وغير الانعكاسي، يتم كتابة التفاعل الانعكاسي، عندما يمثله معادلات كيميائية، على شكل سهمين فوق بعضهما البعض، يشير كل منهما في اتجاه معاكس للآخر.
إن فهم التفاعلات الكيميائية يساعدنا على فهم طبيعة الحياة التي نعيشها وكيفية التعامل معها وتجنب الكثير من المشاكل التي قد نواجهها بسبب الجهل بتركيبة المواد التي نتعامل معها وكيفية تفاعلها مع المواد الأخرى .