الظواهر الكيميائية: الخصائص والأمثلة - كيمياء - 2025

و الظواهر الكيميائية هي تلك التي تضم سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الحياة اليومية. في حين أنه من الممكن دراسة التفاعلات الكيميائية أو إجراؤها في المختبر ، يمكن رؤية الظواهر الكيميائية في أي مكان ؛ في الهواء الطلق ، في الغيوم ، في أجسادنا أو في المطبخ نفسه.

من أمثلة التغييرات الكيميائية حرق الأخشاب ، وهضم الطعام ، وطهي بيضة ، وصدأ الحديد ، وخبز كعكة ، وتعفن الفاكهة ، وشواء اللحوم ، وتفجير الألعاب النارية ، وغير ذلك.

خبز البسكويت هو أحد الظواهر الكيميائية اليومية التي لا تعد ولا تحصى والتي يعرفها الجميع. المصدر: holmespj عبر Pixabay.

من السهل التعرف على الظواهر الكيميائية ، على الرغم من أنها ليست معزولة ولكنها مرتبطة بالتغيرات الفيزيائية (أو البيولوجية). يقال إن ظاهرة كيميائية حدثت عندما لوحظت زيادة في درجة الحرارة ، وإطلاق غازات ، وإضاءة مفاجئة ، وتشكيل رواسب ؛ أو تغيرات في الرائحة أو اللون أو الملمس.

ومع ذلك ، تشترك جميع الظواهر الكيميائية في التحول في هوية المادة ؛ تكسير الروابط لإنشاء روابط جديدة ، واختفاء المواد المتفاعلة لتوليد المنتجات.

يمكن لظاهرة كيميائية "بسيطة" أن تشمل أو تصنف عددًا كبيرًا من التفاعلات الكيميائية التي تخضع لآلية واحدة أو أكثر. يحدث هذا بشكل خاص عندما نقوم بالطهي أو الخبز (ملفات تعريف الارتباط في الصورة العلوية) أو تناول الطعام ، وكذلك في العمليات الكيميائية الحيوية المثيرة للاهتمام مثل التلألؤ الحيوي.

مميزات

لكل تفاعل كيميائي منفصل مجموعة من الخصائص التي تسمح بالتعرف عليها أو تصنيفها من الباقي ؛ تكون هذه الإزاحة المزدوجة (التفاعل الكيميائي مزدوج التبادل) ، الترسيب ، المعادلة ، الإضافة ، الأزمرة ، اختزال الأكسيد ، الهدرجة ، الاحتراق ، الانحلال الحراري ، التصبن ، البلمرة وغيرها الكثير.

يمكن أن يكون بعضها قابلاً للعكس (تعيد المنتجات تشكيل المواد المتفاعلة) أو لا رجوع فيه (لا يوجد سوى تكوين المنتج). أيضا ، بعضها طارد للحرارة ، ماص للحرارة ، بطيء أو سريع (مع أو بدون محفز).

ومع ذلك ، يتفق الجميع على تغيير في هوية المادة (ذرة ، مجموعة وظيفية ، جزيء ، إلخ). يؤدي هذا إلى اختلاف في إحدى خصائص النظام ، وهي: اللون ، والرائحة ، ودرجة الحموضة ، ودرجة الحرارة ، والضغط ، واللزوجة ، والكتلة ، والحجم ، والكثافة ، ومعامل الانكسار ، وغيرها.

من الشائع أيضًا ملاحظة الفقاعات أو ظهور الأطوار المترسبة أو المزدوجة أو الومضات أو الانفجارات. يتم بعد ذلك تمييز الظاهرة الكيميائية بإظهار مزيج من هذه التغييرات ، ويمكن أن تتكون أيضًا من سلسلة من التفاعلات أو التحولات المرتبطة ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض.

لهذا السبب ، اعتمادًا على المنشور الذي يتم عرضه به ، تشير الظواهر الكيميائية بشكل أساسي إلى جميع العمليات الطبيعية أو اليومية حيث يُنظر إلى وجود تفاعل كيميائي واحد أو أكثر في وقت واحد.

أمثلة

التبلور المعدني

تتبلور بعض المعادن بسبب تبخر الماء. المصدر: Pxhere.

على الرغم من أن آليات التبلور المعدنية ليست كلها ظواهر كيميائية بحتة ، إلا أنها تحدث عندما تنطلق من محلول مائي يتبخر ببطء بينما تتجمع الأيونات معًا وتشكل بلورات الملح.

يمكن أن تحمل التيارات المائية الأيونات من الصخور إلى مناطق أخرى ، حيث تتبخر في النهاية وتترك أثرًا من البلورات ؛ كما يحدث ، على سبيل المثال ، في البحيرات المالحة.

الإحتراق

حيث يوجد حريق هناك أكسدة شديدة وطاردة للحرارة. عند إضاءة رأس عود ثقاب ، فإنه يحترق بالأكسجين الموجود في الهواء لإنتاج أكاسيد ، وهو ما يتضح ليس فقط بالحرارة ، ولكن أيضًا من خلال تغير اللون في المباراة من الأحمر إلى الأسود.

وبالتالي ، فإن الحريق ظاهرة كيميائية تنطوي على تكوين العديد من الأكاسيد. على الرغم من حدوثه في غابة أو غابة أو جبل ، فإنها ستتألف بالكامل تقريبًا من أول أكسيد الكربون ، بالإضافة إلى أكاسيد النيتروجين والكبريت.

أمطار حمضية

المطر الحمضي ظاهرة كيميائية تتضمن ترطيب أكاسيد الأحماض الغازية المختلفة (NO _x ، SO ₃ ، ClO ₂ ، CO ₂). عندما تتفاعل هذه الأكاسيد الغازية مع قطرات الماء في السحب ، فإنها تتحول إلى أحماض الأكسدة الخاصة بها (HNO ₃ ، H ₂ SO ₄ ، HClO ₃ ، H ₂ CO ₃) ، والتي ينتهي بها الأمر بالتخلص منها في المطر.

تتميز الأمطار الحمضية بمحتواها العالي من HNO ₃ و H ₂ SO ₄ ، مما يؤثر على النظم البيئية المائية والمحاصيل وتحمض مياه الأنهار وتدهور التماثيل الرخامية.

إنتاج الأوزون وتدهوره

ينتج الأوزون في الستراتوسفير عندما يتفاعل الأكسجين مع الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس ؛ وتدميرها الطبيعي ، على الرغم من وجود آلية مختلفة ، يعيد توليد الأكسجين مرة أخرى.

ومع ذلك ، هناك أنواع كيميائية تتحلل ، بسبب الأشعة فوق البنفسجية ، إلى جذور حرة تدمر طبقة الأوزون ، مما يعيق عملها الوقائي.

التخمير

التخمير هو مثال لظاهرة كيميائية لأن الكائنات الحية الدقيقة تحفز التفاعلات على الركيزة العضوية ، والتي تكون بشكل عام طعامًا أو عصيرًا أو شرابًا ، لإحداث تغيير جذري في خصائصها الحسية ؛ خاصة عندما يتعلق الأمر بالنكهة ، مثل البيرة والنبيذ.

يطبخ

الطهي هو تنفيذ سلسلة من الظواهر الكيميائية بحيث يمكن تحضير وجبة الإفطار أو الغداء أو العشاء من المكونات. المصدر: Milly Eaton via Pexels.

يمكن كتابة كتاب عن جميع الظواهر الكيميائية التي تحدث أثناء الطهي. بادئ ذي بدء ، فإن استخدام النار يعني بالفعل تمسخ البروتينات التي يتكون منها الطعام ، وتجفيفها ، وكسر روابط معينة لتوليد منتجات تزيد من نكهاتها وألوانها.

يعتبر سلق بيضة ، أو خبز الخبز أو البسكويت ، أو قلي الدجاج أو شرائح اللحم ، أو صنع القهوة ، أو تسخين المعكرونة ، أو تتبيل السلطة بالخل ، أو تخمير الأناناس ، أو إضافة الليمون إلى الأسماك لتحييد الأمينات المتطايرة ، وما إلى ذلك ، أمثلة أساسية على الظواهر الكيميائية.

الكرملة ورد فعل ميلارد

يستخدم السكر في تحضير كراميل الجبن. المصدر: Guillermo Amador (flickr.com)

ظاهرة كيميائية أخرى خاصة تحدث بشكل متكرر داخل المطبخ هي الكراميل. يتكون هذا من حرق محلول سكري جزئيًا حتى يتحول إلى اللون الذهبي أو البني ؛ أي أنه يتوقف فقط عندما يصبح الكراميل جاهزًا.

تبدأ السكريات في الجفاف بفعل الحرارة لتكوين مجموعة من الجزيئات ؛ بعض الأنواع الصغيرة (فورانون ومالتول) ، بفضل الكراميل له رائحة مميزة ؛ بوليمرية أخرى (كاراملينا وكراميلانو) مسؤولة عن ألوان الكراميل.

عندما يصاحب السكريات البروتينات ، يحدث تفاعل ميلارد ، حيث تتفاعل السكريات الآن مع مجموعاتها الأمينية.

مرة أخرى ، من المعتاد ملاحظة الظاهرة الكيميائية المرتبطة بمثل هذا التفاعل في خبز البسكويت أو الكعك ، في تحضير البيرة ، في قلي لحم الخنزير المقدد ، في تحمير اللحوم ، في تحميص الدجاج ، في تحميص الخبز المحمص. الحبوب ، إلخ.

تلألؤ بيولوجي

تمت إضاءة ساحل الشاطئ ليلاً بفضل التلألؤ الحيوي لطحالب دينوفلاجيلات. المصدر: Jed from San Diego، California Republic

أخيرًا ، وليس أقل أهمية أو فضولية ، لدينا تلألؤ بيولوجي ، حيث تكون الكائنات الحية أو الكائنات الحية قادرة على توليد الضوء الخاص بها من خلال عمل إنزيم لوسيفيراز على بروتين لوسيفيرين. يظهر مثال واضح في اليراعات وميضها الأصفر طوال الليل.

المراجع

1. ويتن ، ديفيس ، بيك وستانلي. (2008). كيمياء (الطبعة الثامنة). سينجاج ليرنينج.
2. رجفة وأتكينز. (2008). الكيمياء غير العضوية. (طبعة رابعة). ماك جراو هيل.
3. إلسفير. (2019). الظواهر الكيميائية. تم الاسترجاع من: sciencedirect.com
4. هيلمنستين ، آن ماري ، دكتوراه. (16 أكتوبر 2019). أمثلة على التفاعلات الكيميائية في الحياة اليومية. تم الاسترجاع من: thinkco.com
5. ويكيبيديا. (2019). تفاعل كيميائي. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
6. جامعة رايس. (2019). تصنيف التفاعلات الكيميائية. تم الاسترجاع من: openstax.org
7. معهد تقليد الطبيعة. (27 يناير 2017). كيمياء الطبيعة. تم الاسترجاع من: asknature.org
8. اشلي هامر. (14 مايو 2018). 10 طرق لاختراق طبخك بالكيمياء. تم الاسترجاع من: curiosity.com
9. الفائدة المركبة. (2018). كيمياء الغذاء - تفاعل ميلارد. تم الاسترجاع من: Compoundchem.com
10. اشيش. (25 مارس 2018). لماذا يتحول السكر إلى اللون البني عند الذوبان؟ تم الاسترجاع من: scienceabc.com