تعريف التفاعل الكيميائي :
هو تغير في صفات المواد المتفاعلة وظهور صفات جديدة في المواد الناتجة .
أو كسر روابط المواد المتفاعلة وتكوين روابط جديدة في المواد الناتجة .
أمثلة على التفاعل الكيميائي :
* احتراق الوقود * إعداد الطعام * تنظيف الملابس * تكوين النفط
* تنظيف الأواني والملابس * صدأ الحديد * تمثيل الغذاء في الأجسام الحية
التفاعل الكيميائي يشمل على :
تغيير في ترتيب وتوزيع الذرات 0
كسر روابط وتكوين روابط جديدة 0
تغير في صفات المواد المتفاعلة وظهور صفات جديدة في المواد الناتجة 0
انتاج أو امتصاص حرارة غالباً 0
مساواة أوزان المواد المتفاعلة بأوزان المواد الناتجة 0
(( مراعاة قانون حفظ المادة )) 0
أنواع التفاعلات الكيميائية 1- التفاعلات الأيونية : Ionic Reaction
وهي التي تحدث نتيجة تبادل بين الأيونات دون تغيير في شحنة الأيونات .
2- تفاعلات الأكسدة والاختزال Oxidation-Reduction Reaction
وهي التي تحدث نتيجة فقدان أو اكتساب الإلكترونات .
3- التفاعلات السريعة Quick Reaction :
وهي التفاعلات التي تحتاج الى زمن قصير كثواني أو دقائق مثل تفاعل
الأيونات والذرات والجزيئات البسيطة 0
4- التفاعلات البطيئة Slow Reaction :
وهي التي تحتاج الى زمن أطول كساعات أو ايام أو سنين.مثل التفاعلات
العضوية وتكوين النفط 0
5- التفاعلات المتجانسة Homogeneous Reaction :
وهي التفاعلات التي تكون فيها حالة المواد المتفاعلة والناتجة حالة واحدة فقط .
6- التفاعلات الغير المتجانسة Heterogeneous Reaction :
وهي التفاعلات التي تكون فيها المواد المتفاعلة والناتجة أكثر من حالة واحدة .
7 - التفاعلات العكسية Reversible Reaction :
وهي التفاعلات التي يمكن للمواد الناتجة أن تتحد مع بعضها البعض وتكون المواد المتفاعلة مرة ثانية (( في اتجاهين )) ( حالة الاتزان ) .
8- التفاعلات الغير عكسية Irreversible Reaction:
هي التفاعلات التي لايمكن للمواد الناتجة أن تتحد مع بعضها لتكوين مواد مرة ثانية (( في اتجاهين )) ( حالة عدم اتزان ) .
9- التفاعلات الماصة للحرارة Endothermic Reaction :
هي التفاعلات التي تحتاج ( تستهلك ) حرارة لحدوثها .
10- التفاعلات الطاردة للحرارة Exothermic Reaction :
هي التفاعلات التي تعطي ( تنتج ) حرارة عند حدوثها .
11 - تفاعلات التفكك (( التحلل )) Dissociation Reaction :
هي تفاعلات تتفكك (تتحلل) فيها مادة إلى مادتين أو أكثر أو للعناصر المكونة للمادة .
12- التفاعلات النووية Nuclear Reaction :
هي تفاعلات تتضمن تغيرات في بنية النواة اما عن طريق :
* النشاط الاشعاعي . * الانشطار النووي . * الاندماج النووي.
تصنف المعادلات حسب نوع التفاعل إلى الأنواع التالية:
2- الاحلال الاحادي Single displacement
تفاعل يتم فيه احلال عنصر نشط محل عنصر آخر أقل نشاطاً في أحد مركباته .
يتم التعبير عن تفاعل الإحلال الأحادي بشكل عام كالآتي :
من الأمثلة على هذا النوع من التفاعلات تفاعل محلول كبريتات النحاس مع فلز الخارصين :
يتم التعبير عن تفاعل الإحلال المزدوج بشكل عام كالآتي :
من أشهرالأمثلة على هذا النوع من التفاعلات تفاعل محلول هيدروكسيد الفلز مع محلول حمض الهيدروكلوريك ،مثل هيدروكسد الصوديوم كما في المعادلة السابقة:
4- الانحلال بالحرارة
عريف تفاعلات الانحلال
يقصد بها تفكك جزيئات بعض المركبات إلى جزيئات أبسط منها تحتوى على عدد أقل من الذرات
شرط تفاعل الانحلال
-تنحل بعض المركبات إلى عناصرها ومكوناتها الأولية عند :-
أ-تعرضها لدرجة حرارة معينة
ب- مرور التيار الكهربي في محاليلها أو مصاهيرها
تفاعلات الانحلال بالحرارة
تنحل بعض المركبات إلى عناصرها أو مكوناتها الأولية عند تسخينها لدرجة حرارة معينة
فيما يلي عدة أمثلة لتغيرات كيميائية, وقد مثل كل تغير بمعادلة بسيطة خاصة به, ادرس هذه التفاعلات وأجب عما يليها من أسئلة:
أ-
يحدث هذا التغير تلقائياً وبشكل بطيء, ويمكن أن يسرع بالحرارة.
مركب بيكربونات الصوديوم هو المكون الأساس في مسحوق الخَبيزْ Baking Powder المستخدم في نفخ عجينة الحلويات .
1- كم عدد المواد الناتجة عن التفاعل : الأول( أ ) , الثاني( ب ) , الثالث( ج ).
2- في كل التفاعلات الثلاثة المعطاة توجد مادة متفاعلة----- مقابل عدة مواد ناتجة.
3- نماذج هذه التفاعلات معاكسة تماماً لتفاعلات النوع الأول وهي تفاعلات الاتحاد المباشر الذي تكون فيه المواد المتفاعلة عديدة والناتج مادة واحدة
5- تفاعلات الاستبدال ( الإحلال ) :
يتم في هذا التفاعل استبدال ذرة أو مجموعة بذرة أو مجموعة من مركب آخر.
- الاستبدال في الألكانات ( الهلجنة) :
تتفاعل الألكانات مع الهالوجينات بوجود الضوء أو التسخين ، حيث تحل ذرةالهالوجين محل إحدى ذرات الهيدروجين في الألكان لينتج هاليد الألكيل.
وقد يستمر استبدال ذرات هيدروجين أخرى من الألكان تبعا لكمية الهالوجين المتوافرة وظروف التفاعل
مما يؤدي إلى إنتاج مركبات تحوي ذرة هالوجين واحدة ( استبدال أحادي )
أو ذرتي هالوجين ( استبدال ثنائي )أو أكثر.
ويعمل الضوء ( أو الحرارة ) في التفاعل على كسر الرابطة الأضعف ( Cl – Cl ) في المواد المتفاعلة وإنتاج ما يسمى بالجذر الحرة
و الجذر الحرة تحتوي على إلكترونات منفردة و تعد الجذور الحرة مواد نشطة
تتفاعل مع الألكانات مما يؤدي في النهاية إلى إحلال ذرة الهالوجين محل ذرة الهيدروجين في الألكان.
- الاستبدال في الكحولات:
وتحدث عند تفاعلها مع الحموض HX ، وبما أن الرابطة ( C – OH ) في الكحول قوية
.
و يبدأ التفاعل بأن يكسب الكحول البروتون من الحمض HX لإنتاج ( R - +OH2 ) وبذلك تضعف الرابطة ( C – O ) ويسهل كسرها
.
حيث يتم استبدال مجموعة الهيدروكسيل ( OH- ) في الكحول مع ذرة الهالوجين ( X )
.
مثال : تفاعل الإيثانول مع HBr و يكون الناتج برومو إيثان :
CH3CH2OH + HBr = CH3CH2Br + H2O
ولها من الأهمية الكبيرة في تحضير العديد من المركبات العضوية.
- الاستبدال في هاليدات الألكيل:
الهاليد الذي يتفاعل بشكل رئيسي بالاستبدال هو الهاليد الأولي ( كما ذكر سابقا )
ويحدث التفاعل بوجود قواعد قوية مثل ( OH- ) أو أيون الكوكسيد ( RO- )
حيث تستبدل هذه الأيونات السالبة بذرة الهالوجين لإنتاج الكحولات والإيثرات.
CH3CH2OBr + OH- = CH3CH2OH + Br-
CH3Cl + CH3O- = CH3OCH3 + Cl-
ويمكن الحصول على الأيون ( RO- ) من تفاعل الكحول مع فلز نشط كالصوديوم لإنتاج مركب أيوني.
كما في المعادلة العامة الآتية :
R-OH + Na → R-ONa+ + H2
CH3OH + Na = CH3O-Na+ + H2
ولهذا التفاعل أهميته في الكشف عن الكحول وتميّزه عن غيره من المركبات العضوية إذ يعد انطلاق غاز الهيدروجين مؤشرا لتفاعل الكحول.
التفاعلات الكيميائية في حياتنا:أولا: تفاعلات لها دور مهم في حياتنا:
مثل: التي تستخدم في كثير من الصناعات مثل صناعة الأدوية والأسمدة والوقود والبلاستيك.
ثانيا: تفاعلات لها جوانب سلبية على البيئة:
مثل:
1- تفاعلات ينتج عنها ثاني أكسيد الكربون (في المصانع) الذي يرفع درجة حرارة الجو فيما يعرف بأثر (الصوبة الزجاجية).
2- تفاعلات ينتج عنها أول أكسيد الكربون الذي يسبب (الصداع - الدوران - آلامًا حادة في المعدة).
3- تفاعلات تنتج عنها أكاسيد الكبريت والتي تسبب تكون أمطار حمضية وتهيج الجهاز التنفسي وتسبب تآكل المباني.
4- تفاعل الأكسجين مع النيتروجين أثناء (البرق) الذي يكون أكسيد النيتروجين (غاز سام) الذي يسبب تهيج الجهاز العصبي والتهاب العيون.
5- تفاعلات أثناء احتراق الألياف الجافة مثل (الدخان) التي تكون غازات تسبب (سرطان الرئة).
