أمثلة متنوعة من الطبيعة على التغير الكيميائي
يمكن تعريف التغير الكيميائي (بالإنجليزية: Chemical Change) بأنّه التغير الذي يؤدي إلى إعادة ترتيب ذرّات وجزيئات المواد المتفاعلة لإنتاج مادة أو أكثر تختلف في خصائصها تمامًا عن المواد الأصلية، وفيما يأتي بعض الأمثلة على التغير الكيميائي من الطبيعة:
| المثال | التبرير |
| احتراق الخشب | تتضمّن عملية الاحتراق تحوّل الخشب إلى رماد وماء مع انبعاث ثاني أكسيد الكربون (CO2)، وهي مواد تختلف كليًّا عن الخشب، كما أنّه لا يمكن استعادة المادة الأصلية بعد تحوّلها. |
| تعفن الثمار | يحدث التعفن من خلال بعض التفاعلات الإنزيمية المسؤولة عن إنتاج مواد مختلفة جذريًا. |
| نضج الثمار | يسبّب الإيثيلين ظهور لون ورائحة للفاكهة عند نضوجها، وهذه من مؤشرات التغير الكيميائي، كما أنّ الإنزيمات داخل الثمرة تتفاعل لتجعلها أكثر طراوة مع الوقت. |
| احتراق الميثان | يحترق الميثان طبيعيًا عند تفاعله مع غاز الأكسجين في الغلاف الجوي لإنتاج الماء وانطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون، وهو من مؤشرات التغير الكيميائي. |
| عملية البناء الضوئي | تحوّل النباتات غاز ثاني أكسيد الكربون والماء بوجود الأكسجين إلى سكّر الجلوكوز، وهي مادة جديدة تختلف في صفاتها عن المتفاعلات. |
| تأكسد الطبقة الخارجية لتفاحة مكشوفة | يظهر اللون نتيجة تفاعل نوع معين من الإنزيمات مع الأكسجين، وظهور لون جديد من مؤشرات التغيرات الكيميائية. |
| التنفس | ينتج عن عملية التنفس غاز ثاني أكسيد الكربون بالإضافة إلى الماء، ويصاحب هذه النواتج وجود الحرارة، كما يصعب إعادة النواتج إلى وضعها الأصلي، وبالإضافة إلى ذلك يرافق التفاعل وجود تغير في كتل المتفاعلات. |
| تكوّن غاز الأوزون | ينتج غاز الأوزون من تفاعل غاز الأكسجين الموجود في طبقات الغلاف الجوي مع الأشعة فوق البنفسجية الواصلة من الشمس، والتي تختلف في صفاتها عن الأكسجين. |
| تكوّن ثاني أكسيد الكربون | يتكوّن عند تفاعل الكربون الصلب مع غاز الأكسجين ويختلف في صفاته عن كليهما. |
| تكوّن المطر الحمضي | يؤدي تفاعل أكاسيد الكبريت الغازية مع الماء في طبقات الغلاف الجوي إلى ظهور مادة جديدة وهي حمض الكبريتيك. |
أمثلة متنوعة من حياتنا اليومية على التغير الكيميائي
لا تقتصر التفاعلات الكيميائية على المختبرات، فهي تحدث بكثرة من حولنا، ومن الأمثلة على التغيرات الكيميائية في حياتنا اليومية ما يأتي:
| المثال | التبرير |
| طهي البيض | يؤدي طهي البيض إلى تحوّل لون البياض من الشفاف إلى الأبيض المعتم، كما ينتج من هذا التغيّر عدد من التفاعلات المُنتجة للبروتين، بالإضافة إلى إطلاق الحرارة. |
| هضم الطعام في المعدة | تحدث عملية هضم الطعام في المعدة بعد كسر الإنزيمات للروابط بين جزيئات الطعام ليسهّل امتصاصها، ممّا يغيّر من تركيب الطعام الواصل إليها. |
| تحلّل النفايات | تتحلّل المادة العضوية في النفايات لتنتج موادًا مختلفة تمامًا، فينتج غازات مثل: غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) أو الميثان (CH4). |
| الألعاب النارية | تُظهر الألعاب النارية العديد من دلائل وعلامات حدوث التغير الكيميائي، مثل: الرائحة، والصوت، وتغير درجة الحرارة، والضوء. |
| فساد الحليب | يفسد الحليب عند حدوث عدد من التفاعلات الكيميائية التي تحوّل سكر اللاكتوز الحلو فينتج عنها حمض اللاكتيك المسؤول عن الطعم الحامض. |
| إشعال عود ثقاب | يمكن إشعال عود الثقاب بسهولة وهنا يوجد العديد من دلالات حدوث التغير الكيميائي ، ومنها : انبعاث الغاز، وتغيّر درجة الحرارة. |
| صدأ الحديد | يتفاعل الماء والأكسجين مع الحديد لإنتاج الصدأ المختلف في لونه ومكوّناته وترتيب ذراته بشكل كامل. |
| خبز الكيك | تساعد حرارة الفرن في حدوث العديد من التفاعلات الكيميائية الماصّة للحرارة، ممّا يساهم في جعل الكيك الناتج يختلف كليًّا عن مواد عجينته الأصلية. |
| صناعة الفولاذ | يُصنع الفولاذ من خلال تفاعل الحديد مع الكربون، ولا يمكن إعادة الفولاذ إلى مكوناته الأصلية بعد تكوّنه. |
| الكرملة | تعتمد هذه العملية على تسخين السكر الجاف للحصول على الكراميل السائل الذي لا يمكن إعادته إلى شكله الأصلي، كما أنّه مادة مختلفة كليًّا عن السكر. |
تنتشر التغيرات الكيميائية في الطبيعة وفي الحياة اليومية بصورة واسعة، وتتخذ أشكالًا مختلفة، ومن النقاط المهمة في معرفة التغير الكيميائي عمومًا هو ظهور مواد جديدة تختلف في تكوينها عن المواد المتفاعلة الأصلية، كما أنّ التغير الكيميائي يعدّ من التغيرات صعبة العكس؛ أي أنّه لا يمكن استعادة المتفاعلات بسهولة من جديد بعد تحولّها.
تجارب علمية في المختبر عن التغير الكيميائي
يمكن إجراء العديد من التجارب الكيميائية الممتعة في المختبر، ومنها ما يأتي:
تجربة البالونات
توضّح هذه التجربة أحد دلائل حدوث التفاعل الكيميائي الذي سينتج عنه نفخ البالون، ويمكن تطبيقها كما يأتي:
الأدوات اللازمة
يلزم في هذه التجربة:
- صودا الخبز.
- خل.
- قارورة بلاستيكية مفرغة.
- قمع.
- بالون.
- ملوّن طعام ( يمكن الاستغناء عنه).
خطوات التجربة
يمكن تطبيق التجربة من خلال الخطوات الآتية:
- تثبيت البالون على رأس القمع، وإدخال حوالي 1.5 معلقة صغيرة من صودا الخبز داخل البالون.
- إضافة حوالي 10 ملاعق كبيرة من الخل في القارورة.
- إضافة بضع قطرات من ملون الطعام إلى الخل في حال توفّره.
- تثبيت فوّهة البالون على عنق القارورة مع الحرص على عدم تسرّب الصودا من البالون إلى القارورة أثناء التثبيت.
- ترك طرف البالون الذي يحتوي على الصودا منسدلًا إلى جانب القارورة لمنع انسكابه داخلها.
- رفع البالون وفرده للسماح للصودا بدخول القارورة، مع تثبيت الزجاجة باليد.
- ملاحظة انتفاخ البالون بسبب إنتاج غاز ثاني أكسيد الكربون من تفاعل الخل والصودا.
- بعد انتهاء التفاعل وثبات حجم البالون يمكن استخدام دبوس لفرقعته وتفريغه من الغاز.
ملاحظة: من دلالات حدوت التغير الكيميائي في التجربة السابقة انبعاث الغاز.
تجربة المبيض وملون الطعام
يمكن إجراء هذه التجربة مع الصغار لتوضيح التغيرات الكيميائية وذلك كما يأتي:
الأدوات اللازمة
يلزم في هذه التجربة:
- ملوّن طعام.
- ماء.
- مبيّض منزلي.
- قطّارة.
- وعاء زجاجي.
خطوات التجربة
يمكن تطبيق التجربة من خلال الخطوات الآتية:
- وضع كمية من الماء تعادل نصف الوعاء تقريبًا.
- إضافة ملوّن الطعام باستخدام القطارة.
- تحريك السائل لتوزيع اللون فيه.
- إضافة المبيض باستخدام القطارة للمحلول وملاحظة اختفاء اللون.
- تكرير خطوة إضافة اللون بعد اختفاء اللون تمامًا، وملاحظة طريقة انتشار اللون هذه المرة.
ملاحظة: من دلالات حدوث التفاعل الكيميائي في التجربة السابقة تغيّر اللون.
يوجد نوعان من التغيرات على المادة: كيميائي وفيزيائي ، ولكلّ نوع منهما دلائل ومؤشرات، ومن أهم مؤشرات التغيرات الكيميائية؛ ظهور مادة أو عدد من المواد المختلفة في ترتيب ذراتها وجزيئاتها عن المواد المتفاعلة، كما يُعتبر التغيّر الكيميائي من التغيرات المنتشرة في الطبيعة وفي الحياة اليومية، ويمكن إجراء العديد من التجارب الكيميائية في المختبر للتوصّل إلى بعض دلائل حدوث التغير الكيميائي والمصاحبة للتفاعل، ومن ذلك تجربة البالون المؤدية إلى انبعاث الغاز، وتجربة المبيض وملون الطعام التي تُبين ظهور اللون الجديد عند حدوث التغير الكيميائي.
