تحدث التفاعلات الكيميائية في العالم من حولك ، وليس فقط في المختبر. تتفاعل المادة لتشكيل منتجات جديدة من خلال عملية تسمى التفاعل الكيميائي أو التغيير الكيميائي . في كل مرة تطبخ أو تنظف فيها ، تكون الكيمياء عملية . جسمك يعيش وينمو بفضل التفاعلات الكيميائية . هناك ردود فعل عند تناول الأدوية . هذه الأمثلة على التفاعلات الكيميائية من الحياة اليومية هي عينة صغيرة لمئات الآلاف من التفاعلات التي تواجهها أثناء 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
في كل مرة تحرق شمعة ، أو تشعل نارًا ، أو تشعل شوّاية ، ترى رد فعل الاحتراق. يجمع الاحتراق بين الجزيئات النشطة بالأكسجين لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والماء.
على سبيل المثال ، معادلة تفاعل 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 اختزال لتحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية. تحدث تفاعلات الأكسدة والاختزال في الخلايا ، في حين أن التفاعلات الكيميائية تأخذ مكان في الخلايا كهربائيًا .
الصدأ
بمرور الوقت ، يطوّر الحديد طبقة حمراء متقشّرة تسمى الصدأ. هذا مثال على تفاعل الأكسدة . وتشمل الأمثلة اليومية الأخرى تشكيل مادة على النحاس وتشويه الفضة.
التنفس اللاهوائي
التنفس اللاهوائي هو مجموعة من التفاعلات الكيميائية التي تسمح للخلايا باكتساب الطاقة من الجزيئات المعقدة دون الأكسجين. تقوم خلايا عضلاتك بإجراء التنفس اللاهوائي كلما استنفذت الأكسجين الذي يتم توصيله إليها ، كما هو الحال أثناء التمارين المكثّفة أو المطوّلة.
يتم تسخير التنفس اللاهوائي عن طريق الخميرة والبكتيريا للتخمير لإنتاج الإيثانول وثاني أكسيد الكربون والمواد الكيميائية الأخرى التي تصنع الجبن والنبيذ والزبادي والخبز والعديد من المنتجات الشائعة الأخرى.
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 خلايانا بالإضافة إلى ثاني أكسيد الكربون والماء، الطاقة التي تستخدمها الخلايا هي طاقة كيميائية في شكل ATP ، أو أدينوزين ثلاثي الفوسفات.
الكيمياء العاطفية
عندما تشعر بالسعادة أو الحزن أو الاسترخاء أو التوتر ، هناك العديد من التفاعلات الكيميائية التي تحدث في جسمك. بسبب الرسُل الكيميائي المسمى بالناقلات العصبية المنبعثة في الدماغ.
كيمياء البصل
بمجرد تقطيع البصل إلى شرائح ، يتكون حمض الكبريتيك من سلفوكسيد الأحماض الأمينية. حمض الكبريتيك مسؤول عن الغاز المتطاير ، بروبان إيثيول أس أكسيد ، الذي يحفّز إنتاج الدموع في العين.
كيمياء المواد الحافظة
المكونات الموجودة في زجاجة الكاتشب أو المربى أو المخللات ، قد نتفاجأ لرؤية قائمة لا تنتهي من المواد الكيميائية. هذه المواد الكيميائية تسمى المواد الحافظة للأغذية. التي تؤخر نمو الكائنات الحية الدقيقة في الأطعمة. لا تحظر المواد الحافظة الغذائية الكيميائية نمو البكتيريا والفيروسات والفطريات ، بل تُعرقِل أيضًا أكسدة الدهون المسؤولة عن جعل الأطعمة فاسدة.
المواد الحافظة الغذائية الكيميائية الأكثر شيوعًا هي بنزوات الصوديوم وحمض السوربيك وسوربات البوتاسيوم وسوربات الكالسيوم وسوربات الصوديوم وحمض البروبيونيك وأملاح حمض النتروز.
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
التفاعل الكيميائي هو نتيجة الاصطدام بين الجزيئات. وفقًا لنموذج الاصطدام هذا ، إذا كان التصادم قويًا بما يكفي ، فيمكن أن يكسر الروابط الكيميائية في المواد المتفاعلة ، مما يؤدي إلى إعادة ترتيب الذرات لتكوين منتجات. كلما تصادمت الجزيئات ، كان التفاعل أسرع.
يمكن إنتاج زيادة في عدد التصادمات بطريقتين: إما زيادة تركيزات المواد المتفاعلة ، أو زيادة درجة الحرارة. في كلتا الحالتين ، تتصادم المزيد من الجزيئات.
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.
في درجات حرارة الجسم العادية ، تكون هذه التفاعلات بطيئة للغاية ، لكن الإنزيم يقوم بتسريعها. وبالتالي يمكن القول أن حياة الإنسان تعتمد على التفاعلات الكيميائية .
أهمية التفاعلات الكيميائية
- التفاعلات الكيميائية هي أهم أنواع الأحداث في الكون . من خلال التفاعلات الكيميائية تنمو النباتات وتنتج الفاكهة و تصبح سمادًا للنباتات الأخرى.
- التفاعلات الكيميائية هي كيفية صنع أشكال جديدة من المادة. في حين أن التفاعلات النووية قد تنتج أيضًا مادة جديدة ، فإن جميع المواد التي نواجهها تقريبًا في الحياة اليومية هي نتيجة للتغيرات الكيميائية.
- التفاعلات الكيميائية تساعدنا على فهم خصائص المادة. من خلال دراسة الطريقة التي تتفاعل بها العيّنة مع المواد الأخرى ، يمكننا معرفة خصائصها الكيميائية . يمكن استخدام هذه الخصائص لتحديد عينة غير معروفة أو للتنبؤ بكيفية تفاعل أنواع مختلفة من المواد مع بعضها البعض.
- من خلال مراقبة التفاعلات الكيميائية ، نحن قادرون على فهم وشرح كيفية عمل العالم الطبيعي. تعمل التفاعلات الكيميائية على تحويل الطعام إلى وقود لجسمك ، وتجعل الألعاب النارية تنفجر ، وتتسبب في تغيير الطعام عند طهيه ، وجعل الصابون يزيل الأوساخ ، وأكثر من ذلك بكثير.
- التفاعلات الكيميائية المثيرة والمسلية تثير الاهتمام بالعلم. تشجع هذه الأنواع الناس على طرح الأسئلة وقد تقودهم إلى مِهَن مرتبطة بالعلوم .
- التفاعلات الكيميائية تساعدنا على حل الجرائم وشرح الألغاز. من خلال تحليل عيّنات الدم والأنسجة ، على سبيل المثال ، يمكن للشرطة تحديد مرتكبي الجرائم. التفاعلات الكيميائية هي أيضًا الأدوات التي نستخدمها لتاريخ الحفريات ، وتحليل المواد القديمة.
