التفاعلات في المحاليل المائية

( التفاعلات الكيميائية )

تكتسب التفاعلات الكيميائية أهمية كبرى في حياتنا ،وتحدث التغيرات المختلفة على المادة أمام ناظرينا كل لحظة , فتشاهد مثلاً صدأ الحديد , وتعفن الخبز , وتكسير الخشب وحرقه , والإنسان يمضغ الطعام ويهضمه وورقة الشجرة تصنع السكر والنشا من مواد بسيطة ، والغازولين يحترق في محرك السيارة لتوليد طاقة تحركها ، وغذاء النبات ينتج من عملية البناء الضوئي بتفاعل ثاني أكسيد الكربون والماء ، والأنواع المختلفة من الأدوية والألياف الصناعية والأسمدة ما هي إلا بعض الأمثلة على نواتج بعض التفاعلات الكيميائية ، وإن ما يحدث عند تفاعل العناصر مع المركبات ما هو إلا كسر للروابط الكيميائية في المواد المتفاعلة وبالتالي تكوين روابط جديدة .
إذن البيئة المادية التي نعيش فيها مليئة بالتغيرات , ومن هذه التغيرات ما هو بسيط يمكن التعبير عنه ببضع كلمات أو بمعادلة رمزية واحدة, ومنها ما هو معقد يصعب وصفه وتحليله ويصنف الكيميائيون التفاعلات الكيميائية لتنظيم الأعداد الكبيرة من هذه التفاعلات التي تحدث يومياً و لتسهيل دراسة التفاعلات الكيميائية وما يحدث فيها من تغيّرات على المواد المتفاعلة وتكوين مواد جديدة ، فإنها تُمثل بمعادلات كيميائية ...
و يمكن أن تُقسّم التفاعلات الكيميائية إلى عدة أنواع -:

* تفاعلات الاتحاد"أوالتكوين" combinationreaction"synthesis"
وينقسم إلى ..
1- اتحاد عنصر مع عنصر :-
وهو إتحاد عنصر مع عنصر ليكوّنا مركب وعندما يتفاعل عنصر مع عنصر فإن التفاعل يكون دائماً تفاعل تكوين ويمثل بالمعادلة التالية :-


أمثلة ....





2- اتحاد مركب مع مركب -:
النوع الآخر من تفاعلات التكوين يتضمن اتحاد مركب مع مركب لينتج لنا مركب جديد:-
أمثلة :




* تفاعلات التفكك : أوالتحلل" "Decompositionreactions"

في هذا النوع من التفاعلات الكيميائية يتفكك المركب إلى مكوناته البسيطة فقد يتفكك كلياً إلى عناصره الأولية أو مركبات أبسط منه .
ويعتبر عكس تفاعل التكوين وغالباً ما تحتاج تفاعلات التفكك لكي تحدث إلى مصادر طاقه مثل : الضوء والكهرباء والحرارة فإنها بدون مصادر الطاقة لاتحدث . ويمكن تمثيله بالمعادلة التالية :-



وبعض المركبات الكيميائية تحتاج إلى التسخين حتى يتم تفككها إلى مكوناتها الأولية ..
تتفكك بعض الأحماض عند تسخينها إلى أكسيد الحامض والماء ..



تتفكك هيدروكسيدات الفلز عند تسخينها إلى أكسيد الفلز و الماء ..


تتفكك كربونات الفلز عند تسخينها إلى أكسيد الفلز وثاني أكسيد الكربون ...


و تتفكك كلورات الفلز عند تسخينها إلى كلوريد
الفلز والأكسجيين كما تتفكك بعض الأكاسيد إلى:-
:

وتتم بعض تفاعلات التفكك من خلال الكهرباء فيُسمى التفاعل بــ "التحليل الكهربائي "


* تفاعلات الإحلال والاستبدال "Displacement-ReplacementReactions"

تحدث تفاعلات الإحلال عندما يكون هنالك فلز نشط " أكثر فعالية " يحل محل عنصر آخر ذو نشاط أقل " فعاليته منخفضة " في مركب آخر . أو يحدث بين لا فلز ذو فعالية مرتفعة مع لا فلز ذو فعالية منخفضة ...
وتستخدم هذه التفاعلات عادةً بمعرفة العناصر الأكثر نشاطاً ، أو بالسلسلة الكهروكيميائية . وهو ينقسم إلى قسمين :-

أ – التبادل أو الإحلال الأحادي أو البسيط : Single Replacement Reaction:-
ويمثل بالمعادلة التالية :-


استبدال فلز بفلز أكثر نشاطاً .. استبدال الهيدروجين في الماء بفلز أكثر نشاطاً ...


استبدال الهيدروجين في الحامض بفلز أكثر نشاطاً استبدال لا فلز بلا فلز أكثر نشاطاً ..


لا يحل الفلز دائما محل فلز آخر في مركب مذاب في الماء ؛ وذلك لأن الفلزات تختلف في نشاطها ، أو قدرتها على التفاعل مع مادة أخرى.


ب – الإحلال أو التبادل المزدوج -: Double replacement reaction :

ويتم في هذا التفاعل الاستبدال بين العناصر في المواد المتفاعلة بحيث يأخذ كل عنصر مكان العنصر الآخر ليكوّنا مركبين مختلفين عن المواد المتفاعلة . ويمكن تمثيله بالمعادلة التالية :-



يمثل الرمزان A وC في هذه المعادلة أيونين موجبين بينما يمثل الرمزين BوD أيونين سالبين مع الملاحظة أن الأيونين السالبين تبادلا موقعهما وأصبحا مرتبطين مع الأيونين السابقين الموجبين .






* التفاعلات الأيونية.. Ionicreactions :-
تتم هذه التفاعلات بين الأيونات داخل المحاليل المائية .وترتبط الأيونات مع بعضها البعض في هذه التفاعلات لتكوّن أحد النواتج التالية ..
1- راسب .2- غاز. 3- ماء أو مادة غير متأينة.

1- تكوين الراسب " precipitate " 2- تكوين الغاز " gas "


3- تكوين الماء " water "
إذا تم التفاعل بين حمض وقاعدة يُسمى في هذه الحالة بـ التعادل " neutralization "



* تفاعلات الإحتراق.. CombustionReactions :-

تتم تفاعلات الإحتراق عندما يتحد الأكسجين مع مادة عضوية .. لينتج ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء بالإضافة إلى كمية كبيرة من الحرارة ..ويشترط في هذا التفاعل وجود مادة قابلة للإشتعال ومادة تساعد على الإشتعال وطبعا الحرارة القابلة للإشتعال .
وينتج عادة ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء وطاقة حرارية وقد يكون ناتج الإحتراق أول أكسيد الكربون بدلاً من ثاني أكسيد الكربون إذا كانت كمية الأكسجين قليلة جداً .

ولهذا نجد عادةً ما تكون هناك تنبيهات ...مثل :-
- عدم تشغيل محرك السيارة داخل جراج مغلق ...
- وعدم استخدام الفحم للشوي داخل المنزل ...

اعداد الطالبة:بدور البلوي