14 أنواع من التفاعلات الكيميائية الرئيسية

ال أنواع التفاعلات الكيميائية يمكن تصنيفها فيما يتعلق بالطاقة والسرعة ونوع التغيير ، إلى الجسيمات التي تم تعديلها والاتجاه.

يمثل التفاعل الكيميائي في حد ذاته تحولًا ذريًا أو جزيئيًا يمكن أن يحدث في وسط سائل أو صلب أو غازي. بدوره ، قد ينطوي هذا التبادل على إعادة تكوين من حيث الخصائص الفيزيائية ، مثل إنشاء لون صلب أو متغير أو إطلاق أو امتصاص الحرارة ، وتوليد الغازات ، من بين عمليات أخرى.

يتكون العالم المحيط بنا من مجموعة كبيرة ومتنوعة من العناصر والمواد والجزيئات التي تتفاعل باستمرار مع بعضها البعض. هذه التغييرات في المسألة أو في الحالة المادية للأشياء أساسية في العمليات التي تحكم البشرية. معرفتهم جزء مهم لفهم ديناميكياتهم وتأثيرهم.

المواد التي تعمل في هذا التغير الكيميائي أو الظاهرة الكيميائية تسمى المواد المتفاعلة أو المتفاعلة وتولد فئة أخرى من المركبات التي تختلف عن المركبات الأصلية ، وتسمى المنتجات. يتم تمثيلهم في معادلات تنتقل من اليسار إلى اليمين من خلال سهم يشير إلى الاتجاه الذي يحدث فيه التفاعل.

لفهم كيفية سلوك التفاعلات الكيميائية المختلفة بشكل أفضل ، كان من الضروري تصنيفها وفقًا لمعايير محددة. تتمثل الطريقة التقليدية لتضمينها فيما يلي: فيما يتعلق بالطاقة والسرعة ونوع التغيير والجزيئات التي تم تعديلها والاتجاه.

تصنيف أنواع التفاعلات الكيميائية

تبادل الطاقة

يوضح هذا القسم التفاعلات الكيميائية التي تم فهرستها مع مراعاة إطلاق أو امتصاص الحرارة. ينقسم هذا النوع من تحويل الطاقة إلى فئتين:

• إكسوثرمى متسم باطلاق الحرارة. يمكن أن يشتمل هذا النوع من التفاعلات على ردود فعل أخرى ، لأنها تتضمن إطلاق الطاقة أو المحتوى الحراري. لوحظ في حرق الوقود ، لأن إعادة توزيع الروابط يمكن أن تولد الضوء أو الصوت أو الكهرباء أو الحرارة. على الرغم من أنها تحتاج إلى حرارة لكسرها ، فإن مجموعة العناصر تسبب المزيد من الطاقة.

• ماص للحرارة. يتميز هذا النوع من التفاعل الكيميائي بامتصاص الطاقة. هذه المساهمة في الحرارة ضرورية لكسر الروابط والحصول على المنتج المطلوب. في بعض الحالات ، لا تكون درجة الحرارة المحيطة كافية ، لذلك من الضروري تسخين الخليط.

ردود الفعل الحركية

على الرغم من أن مفهوم الحركية يرتبط بالحركة ، إلا أنه يشير في هذا السياق إلى السرعة التي يحدث بها التحول. في هذا المعنى ، فإن أنواع ردود الفعل هي كما يلي:

• بطيء. يمكن أن يستمر هذا النوع من ردود الفعل لساعات وحتى لسنوات بسبب نوع التفاعل بين المكونات المختلفة.
• أنت سريع. عادة ما تحدث بسرعة كبيرة ، من بضعة آلاف من الثانية إلى بضع دقائق.

الحركية الكيميائية هي المنطقة التي تدرس سرعة التفاعلات الكيميائية داخل الأنظمة أو الوسائط المختلفة. يمكن تغيير هذا النوع من التحولات من خلال مجموعة كبيرة ومتنوعة من العوامل ، من بينها يمكننا تسليط الضوء على ما يلي:

• تركيز الكاشف. طالما كان هناك تركيز أكبر من هذه ، سيكون رد الفعل أسرع. نظرًا لأن معظم التغييرات الكيميائية تحدث في المحلول ، يتم استخدام المولية لهذا الغرض. للتسبب في تصادم الجزيئات مع بعضها البعض ، من المهم تحديد تركيز الشامات وحجم الحاوية.
• درجة الحرارة المعنية. مع زيادة درجة حرارة العملية ، يكتسب التفاعل سرعة أكبر. يؤدي هذا التسارع إلى تنشيط ، والذي بدوره يسمح بقطع الروابط. إنه بلا شك العامل الأكثر غلبة في هذا المعنى ، وبالتالي فإن قوانين السرعة تخضع لوجودها أو غيابها.
• وجود محفز. عند استخدام المواد الحفازة ، تحدث معظم التحولات الجزيئية بمعدل أسرع. بالإضافة إلى ذلك ، تعمل المحفزات كمنتجات وكواشف ، لذا فإن جرعة صغيرة تكفي لدفع العملية. التفاصيل هي أن كل رد فعل يتطلب محفزًا محددًا.
• مساحة سطح المواد الحفازة أو الكواشف. المواد التي تواجه زيادة في مساحة السطح في المرحلة الصلبة تميل إلى أن تنفذ بسرعة أكبر. هذا يعني أن عددا من القطع تعمل ببطء أكثر من نفس كمية مسحوق ناعم. لهذا السبب يتم تطبيق المحفزات ذات التركيبة المذكورة.

اتجاه رد الفعل

تحدث ردود الفعل بمعنى ما اعتمادًا على المعادلة التي تشير إلى كيفية حدوث تحول العناصر المعنية. بعض التغييرات الكيميائية تميل إلى الحدوث في اتجاه واحد أو في كليهما في نفس الوقت. باتباع هذه الفكرة ، هناك نوعان من الظواهر الكيميائية التي يمكن أن تحدث:

• ردود فعل لا رجعة فيها. في هذا النوع من التحول ، لم يعد بإمكان المنتج العودة إلى حالته الأولية. أي أن المواد التي تتلامس وتنبعث من الأبخرة أو تترسب ، تظل تتغير. في هذه الحالة ، يحدث التفاعل من المواد المتفاعلة إلى المنتجات.
• ردود فعل لا رجعة فيها. على عكس المفهوم السابق ، فإن المواد التي تتلامس لتشكيل مركب ، يمكن أن تعود إلى الحالة الأولية. لكي يحدث هذا ، غالبًا ما يتطلب الأمر وجود محفز أو وجود حرارة. في هذه الحالة ، يحدث التفاعل من المنتجات إلى الكواشف.

تعديل الجزيئات

في هذه الفئة ، المبدأ السائد هو التبادل على المستوى الجزيئي لتشكيل مركبات تظهر طبيعة أخرى. لذلك ، تتم تسمية ردود الفعل المعنية على النحو التالي:

• من التوليف أو الجمع. يتضمن هذا السيناريو مادتين أو أكثر ، عند الجمع بينهما ، تقوم بإنشاء منتج مختلف بدرجة أكبر من التعقيد. عادة ما يتم تمثيله بالطريقة التالية: A + B → AB. هناك تمايز من حيث المذهب ، لأنه في المجموعة يمكن أن يكون أي عنصرين ، في حين أن التوليف يتطلب عناصر نقية.
• التحلل. كما يشير اسمها ، خلال هذا التغير الكيميائي ، ينقسم المنتج الناتج إلى 2 أو أكثر من المواد الأكثر بساطة. باستخدام تمثيلها ، يمكن ملاحظة ذلك على النحو التالي: AB → A + B. باختصار ، يتم استخدام المادة المتفاعلة للحصول على العديد من المنتجات.
• نقل أو استبدال. في هذا النوع من التفاعل ، يتم استبدال عنصر أو ذرة بعنصر أكثر تفاعلية في المركب. يتم تطبيق هذا لإنشاء منتج جديد أبسط عن طريق تحريك الذرة. يمكن اعتبار التمثيل كمعادلة كما يلي: A + BC → AC + B
• استبدال مزدوج أو النزوح. محاكاة هذه الظاهرة الكيميائية السابقة ، في هذه الحالة هناك مركبان يتبادلان الذرات لإنتاج مادتين جديدتين. وعادة ما يتم إنتاجها في وسط مائي مع مركبات أيونية ، والتي تولد الأمطار أو الغاز أو الماء. المعادلة تبدو كما يلي: AB + CD → AD + CB.

نقل الجسيمات

تمثل التفاعلات الكيميائية العديد من ظواهر التبادل ، خاصة على المستوى الجزيئي. عندما يتم التنازل عن أيون أو إلكترون أو امتصاصه بين مادتين مختلفتين ، فإنه يؤدي إلى فئة أخرى من التحولات التي يتم فهرستها بشكل صحيح.

هطول

خلال هذا النوع من التفاعل ، يتم تبادل الأيونات بين المركبات. يحدث عادة في وسط مائي مع وجود المواد الأيونية. بمجرد بدء العملية ، يتحد الأنيون والكاتيون ، مما يولد مركبًا غير قابل للذوبان. هطول الأمطار يؤدي إلى إنشاء منتجات في الحالة الصلبة.

تفاعل قاعدة الحمض (البروتونات)

استنادًا إلى نظرية أرينيوس ، نظرًا لطبيعتها التعليمية ، يعد الحمض مادة تسمح بإطلاق بروتون. من ناحية أخرى ، فإن القاعدة قادرة أيضًا على إنتاج أيونات شبيهة بالهيدروكسيد. هذا يعني أن المواد الحمضية تتحد مع هيدروكسيل لتكوين الماء وأن الأيونات المتبقية ستشكل ملحًا. ومن المعروف أيضا باسم رد فعل تحييد.

الحد من الأكسدة أو تفاعل الأكسدة والاختزال (الإلكترونات)

يتميز هذا النوع من التغيير الكيميائي بالتحقق في نقل الإلكترونات بين المواد المتفاعلة. يمكن ملاحظة الملاحظة بواسطة رقم الأكسدة. في حالة وجود ربح من الإلكترونات ، سينخفض ​​العدد وبالتالي من المفهوم أنه تم تخفيضه. من ناحية أخرى ، إذا زاد العدد ، فإنه يعتبر بمثابة أكسدة.

الاحتراق

فيما يتعلق بما سبق ، تتميز عمليات التبادل هذه بالمواد المؤكسدة (الوقود) وتلك التي يتم تقليلها (المؤكسدات). مثل هذا التفاعل يطلق كمية كبيرة من الطاقة ، والتي بدورها تشكل الغازات. والمثال الكلاسيكي هو احتراق الهيدروكربونات ، حيث يتم تحويل الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين إلى ماء.

ردود الفعل الهامة الأخرى

تنفس

يحدث هذا التفاعل الكيميائي ، ضروري للحياة ، على المستوى الخلوي. أنه ينطوي على أكسدة طاردة للحرارة لبعض المركبات العضوية لتوليد الطاقة ، والتي يجب استخدامها لتنفيذ عمليات التمثيل الغذائي.

التركيب الضوئي

في هذه الحالة ، يشير إلى عملية معروفة تعمل فيها النباتات لاستخراج المواد العضوية من أشعة الشمس والماء والأملاح. يكمن المبدأ في تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية ، والتي تتراكم في خلايا ATP ، المسؤولة عن تصنيع المركبات العضوية.

المطر الحمضي

المنتجات الثانوية الناتجة عن أنواع مختلفة من الصناعات بالتزامن مع توليد الكهرباء تنتج الكبريت وأكاسيد النيتروجين التي تنتهي في الغلاف الجوي. إما عن طريق تأثير الأكسدة في الهواء أو عن طريق الانبعاثات المباشرة ، يتم إنشاء أنواع SO₃ و لا₂, أن في اتصال مع الرطوبة ، وشكل حامض النيتريك وحمض الكبريتيك.

تأثير الدفيئة

نسبة صغيرة من CO₂ في الجو الأرضي ، تكون مسؤولة عن الحفاظ على درجة حرارة ثابتة للكوكب. عندما يتراكم هذا الغاز في الغلاف الجوي ، فإنه يولد تأثير الدفيئة التي تسخن الأرض. على الرغم من أنها عملية ضرورية ، إلا أن تغييرها يجلب تغييرات مناخية غير متوقعة.

ردود الفعل الهوائية واللاهوائية

عندما يرتبط مفهوم الأيروبيك ، فهذا يعني أن وجود الأكسجين داخل التحول سيكون ضروريًا لحدوث التفاعل. خلاف ذلك ، عندما لا يكون هناك أكسجين أثناء العملية ، فإنه يعتبر حدثًا لاهوائيًا.

بعبارات أبسط ، خلال جلسة تمارين هوائية تتطلب وقتًا طويلًا ، تحصل على الطاقة من خلال الأكسجين الذي تتنفسه. يتم دمج هذا العنصر في العضلات من خلال الدم ، والتي تنتج تبادل كيميائي مع المواد الغذائية ، والتي سوف تولد الطاقة.

بالمقابل ، عندما يكون التمرين لاهوائيًا بطبيعته ، فإن الطاقة المطلوبة تكون لفترة قصيرة من الزمن. للحصول عليها ، تعاني الكربوهيدرات والدهون من تحلل كيميائي ينتج عنه الطاقة المطلوبة. في هذه الحالة ، لا يتطلب التفاعل وجود أوكسجين للعمل بشكل صحيح.

العوامل المؤثرة في التفاعلات الكيميائية

مثل أي عملية يتم تأطيرها في سياق التلاعب ، تلعب البيئة دورًا أساسيًا ، وكذلك العوامل الأخرى المتعلقة بالظواهر الكيميائية. بالإضافة إلى تسريع أو تباطؤ أو التسبب في رد الفعل المطلوب ، يتطلب إعادة تهيئة الظروف المثالية التحكم في جميع المتغيرات التي يمكن أن تغير النتيجة المرغوبة.

أحد هذه العوامل هو الضوء ، وهو أمر ضروري لأنواع معينة من التفاعلات الكيميائية ، مثل تفاعلات التفكك. لا يعمل فقط كمحفز ، بل يمكن أن يكون له أيضًا تأثير سلبي على بعض المواد ، مثل الأحماض ، التي يؤدي تعرضها إلى التدهور. بسبب هذه الحساسية للضوء ، فهي محمية بأوعية مظلمة.

وبالمثل ، يمكن للكهرباء المعبر عنها كتيار مع شحنة محددة أن تمكن من تفكك المواد المختلفة ، وخاصة تلك التي تذوب في الماء. وهذا يولد ظاهرة كيميائية تعرف باسم التحليل الكهربائي ، والتي توجد أيضًا في مزيج من بعض الغازات.

فيما يتعلق بالوسيط المائي ، تحتوي الرطوبة على صفات تسمح لها بالعمل كحامض وقاعدة ، مما يسمح بتغيير تركيبته. هذا يسهل التغييرات الكيميائية عن طريق العمل كمذيب أو تسهيل دمج الكهرباء أثناء التفاعل.

داخل الكيمياء العضوية ، يكون للتخمر دور غالب في توليد تأثيرات مهمة تتعلق بالتفاعلات الكيميائية. هذه المواد العضوية تسمح للجمع ، والتفكك والتفاعل بين المركبات المختلفة. التخمير هو في الأساس عملية تحدث بين عناصر ذات طبيعة عضوية.

مراجع

1. Restrepo ، Javier F. (2015). الفترة الرابعة. التفاعلات الكيميائية والكيميائية. الويب: es.slideshare.net.
2. أوسوريو جيرالدو ، داريو ر. (2015). أنواع التفاعلات الكيميائية. كلية العلوم الدقيقة والطبيعية. جامعة أنتيوكيا. الويب: aprendeenlinea.udea.edu.co.
3. غوميز كوينتيرو ، كلوديا إس. ملاحظات حول العمليات الكيميائية لهندسة النظم. كاب. 7 ، حركية رد الفعل والمفاعلات الكيميائية. جامعة الانديز. الويب: webdelprofesor.ula.ve.
4. مدرس عبر الإنترنت (2015). التغيرات الكيميائية في المادة. الويب: www.profesorenlinea.com.
5. مارتينيز خوسيه (2013). ردود فعل ماص للحرارة والحرارة. الويب: es.slideshare.net.
6. استخراج (بدون المؤلف أو التاريخ). التفاعلات الكيميائية 1st من Bachillerato. الويب: recursostic.educación.es.