تنتج عن الخاصية الكيميائية حدوث تفاعل كميائي بحيث ماذا ؟

تنتج عن الخاصية الكيميائية حدوث تفاعل كميائي بحيث

يحدث تفاعل بين المواد الأولية الداخلة في التفاعل الكميائي بحيث يتم إنتاج مواد جديدة مختلفة، ولا يمكن عكس هذه العملية بطرق فيزيائية بسيطة مثل التبخير أو التكثيف للحصول على المواد الأولية مرة أخرى .

تستخدم الخواص الكميائية للتعريف عن المواد المختلفة، فعند وصف مادة ما بأنها تمتلك إحدى الخواص الكميائية، فإننا نعني بذلك أنها تمتلك القدرة على الخضوع لتغير كميائي أي تفاعل كميائي معين لإنتاج هذه الخاصية، مثل صدأ الحديد، فمن الخصائص الكميائية للحديد أنه يُمكنه الإتحاد مع الأكسجين لإنتاج أكسيد الحديد أي الصدأ، وصدأ الحديد أو مايعرف بتآكل الحديد هو الإسم الدارج لأكسيد الحديد وتعرف هذه الخاصية بإسم الأكسدة.

وهناك الكثير من المصطلحات الشائعة لوصف الكثير من الخواص الكميائية مثل التعفن، أو التخمر، أو التحلل، ولا يمكن ملاحظة الخاصية الكميائية إلا بعد تمام التفاعل الكميائي وتحول المواد المُتفاعلة إلى نواتج، بينما يعرف التغير الكميائي بأنه تفاعل كميائي يتم فيه تغير مادة واحدة أو أكثر إلي مادة أخرى ليظهر بذلك الخواص الكميائية للمُتفاعلات. [1]

ما هو التفاعل الكيميائي

عملية يتم فيها تكسير الروابط في المواد المتفاعلة لإنتاج روابط جديدة في المواد الناتجة.

ويُعرّف التفاعل الكميائي على أنه عملية يتم فيها تكسير الروابط في المواد المتفاعلة لإنتاج روابط جديدة في المواد الناتجة مما يؤدي إلى تكوين عناصر جديدة مختلفة في صفاتها الكيميائية والفيزيائية معًا، كما يمكن تمثيل التفاعل الكميائي على صورة معادلة.

ونستنبط من هذا المفهوم عدد من الثوابت عن التفاعلات الكميائية:

• هناك طرفان للتفاعل الكميائي وهما المُتفاعلات والآخر يُعرف بالنواتج، حيث تتحول المتفاعلات إلى نواتج.
• يمكن تمثيل التفاعل الكميائي على صورة معادلة مكتوبة تجمع بين المٌتفاعلات والنواتج وظروف التفاعل.
• يعمل التفاعل الكميائي على تغيير التركيب الكميائي للمواد الداخلة فى التفاعل من خلال تكسير أو تكوين روابط بين الذرات أو المركبات المُتفاعلة.
• يعيد التفاعل الكميائي ترتيب الذرات أو المركبات مرة أخرى في شكل نواتج مختلفة كميائيًا وفزيائيًا عن المواد المُتفاعلة.
• لايمكن إعادة المواد الناتجة إلى الصورة الأولية لها كمُتفاعلات بطرق فيزيائية بسيطة.

وتُعد عملية تكوين الماء من أبسط الأمثلة على التفاعل الكميائي حيث يتفاعل كلًا من غازي الهيدروجين والأكسجين (المتفاعلات) معًا لإنتاج الماء (الناتج)، ولا يمكن تحويل الماء بعد تكونه إلى عناصره الأولية بطرق فيزيائية سهلة.

 (L)2H2(g) + O2(g) → 2H2O

لاحظ مايأتي:

• تشير علامة الجمع (+) إلى حدوث تفاعل بين غازي الهيدروجين والأوكسجين.
• تشير (g) و (L) إلي الحالة الفيزيائية للمادة سواءً كانت سائلة أم غازية أم صلبة.
• يشير السهم إلي إتجاه التفاعل فرأس السهم المدبب يتجه نحو النواتج، بينما تكون بداية السهم في إتجاه  المتفاعلات. [2]

الخواص الكيميائية

• حرارة الاحتراق.
• السمية.
• أنواع الروابط الكيميائية المتكونة.
• الأكسدة.
• القابلية للاشتعال.
• المحتوى الحراري للتكوين.
• الحموضة أو القاعدية.
• النشاط الإشعاعي. [3]

يصف مصطلح الخاصية الكميائية تصرف المادة الملحوظ عند تعرضها لظروف خارجية قياسية من ضغط وحرارة، وتظهر هذه الخاصية بوضوح أثناء حدوث تفاعل كميائي من تكسير وتكوين روابط كميائية جديدة، وإليك أمثلة على الخواص الكميائية:

حرارة الإحتراق: هي الحرارة المنطلقة أو المنبعثة نتيجة إحتراق إحدى المواد في وجود الأكسجين، حيث تتضمن تفاعلات الإحتراق الأكسجين.

فعند غضوع مادة عضوية لتفاعل احتراق مع الأكسجين ،فإنها تنتج ثاني أكسيد الكربون وماء، وبالتالي وتنبعث حرارة الإحتراق مثل إحتراق الميثان بالأكسجين.

مادة عضوية + أكسجين ← ثاني أكسيد الكربون+ ماء+ حرارة

ميثان + أكسجين ← ثاني أكسيد الكربون + ماء + حرارة

السمية: هي خاصية كميائية توضح مدي خطورة المادة على الإنسان وصحته بشكل خاص وعلى البيئة بشكل عام، ولا يمكن معرفو ما إذا كانت المادة سامة أو غير ذلك إلا حين تعرضها لتفاعل كميائي يبين مدى سميتها. مثل الرصاص والزئبق. [4]

التفاعلات الفيزيائية

يُعرف التفاعل الفيزيائي على أنه تفاعل تخضع فيه الجزيئات لعملية إعادة ترتيب جزيئي ولكن لايتم ارتباطها معًا بروابط كميائية أو تغييرها كميائيًا، فهو رد فعل تُحدثه المادة نتيجة إدخال ظروف خارجية عليها مُحدثة تغيير في الخصائص الفيزيائية للمادة.

والخصائص الفيزيائية للمواد متنوعة، مثل الكثافة والحجم والكتلة واللزوجة والذوبان وكذلك البريق، التطويع، القدرة على السحب في سلك رفيع،وعند حدوث تفاعل فيزيائي لمادة ما نُلاحظ تغير سريع في الخواص الفيزيائية لها،مثل عملية صهر الحديد.

فالحديد مادة صلبة ذو كتلة وكثافة عالية، وعند تعرضه لحرارة شديدة وضغط عالي يحدث تغير في الحالة الفيزيائية له مُتحولًا إلى مصهور الحديد وهو الصورة السائلة له، حيث يكون ذو كثافة متوسطة وكتلة متوسطة، وعند ترك مصهور الحديد ليبرد تحدث له عملية تصلب ليعود مرة أخرى إلى الحالة الصلبة الأولى له، ونستنبط مما سبق عدد من الثوابت عن التفاعلات الفيزيائية:

• يعمل التفاعل الفيزيائي على تغيير التركيب الذري للمواد الداخلة فى التفاعل.
• يعيد التفاعل الفيزيائي ترتيب الذرات مرة أخرى في شكل نواتج مختلفة فزيائيًا عن المواد المُتفاعلة.
• التفاعل الفيزيائي لايحدث تغيير في الصيغة الجزيئية للمادة، وإنما يحافظ على المادة نفسها بصورة أخرى.
• لايُحدث التفاعل الفيزيائي تغيير في التركيب الكميائي أو الروابط الكميائية بالمادة المتفاعلة، فعند صهر الحديد يحدث تحول فقط في صورة الحديد من صلب لسائل ولكن لايتغير الحديد مطلقًا.
• يمكن إعادة المواد الناتجة إلى الصورة الأولية لها كمُتفاعلات بطرق فيزيائية بسيطة مثل التكسيف أو التبخير. [5]

ما الفرق بين تفاعل المواد فيزيائيًا وكميائيًا

يعتبر إحداث تغيير في التركيب الكميائي للمواد المتفاعلة هو الفرق الجوهري بين كلًا من التفاعلات الكميائية والفيزيائية.

فالتفاعلات الفيزيائية لاينتج عنها مطلقًا تغيير في الحالة الكميائية للمادة وإنما يمكن حدوث تغير في ترتيب الجزيئات مما يؤدي إلى إحداث تغير مادي للمواد المتفاعلة من مظهر أو ملمس أو شكل أو لون أو رائحة أو حالة فيزيائية لتعود مرة أخري بشكل جديد، بينما ينتج عن التفاعلات الكميائية تغير في التركيب الكميائي للمواد المتفاعلة، حيث يحدث كسر في روابط المواد المتفاعلة وتتشكل روابط جديدة لتكوين مواد جديدة كنواتج ، مما يؤدي بالضرورة إلى تغير مادي وكميائي كامل للمواد المتفاعلة.

مثال توضيحي: يُعتبر تفاعل الزنك مع الكبريب مثال توضيحي للفرق بين التفاعل الكميائي والفيزيائي، يعتبر الزنك (Zn)  عنصر رمادي فضي يمكن طحنه إلى مسحوق، بينما الكبريت (S) عنصر أصفر لامع، عند سحق الزنك مع الكبريت في درجة حرارة الغرفة يتكون خليط مسحوق من الزنك والكبريت مع تغير في حجم كلًا منهما فقط، ولكن عند توفير الطاقة الحرارية اللازمة يتفاعل الزنك كيميائيًا مع الكبريت لتكوين مركب كبريتيد الزنك (ZnS). [6] [5]