التفاعل الكيميائي

يُعتبر التفاعل الكيميائي بين العناصر والذرات والجزيئات جزءاً أساسياً من النظام الكوني، حيث ينتج عنه مركبات ومواد يمكن أن تكون مفيدة أو مدمرة للإنسانية. يعرف التفاعل الكيميائي بأنه عملية اتحاد ذرتين أو أكثر من عنصر أو اتحاد ذرات من جزيئات مختلفة في حالات سائلة أو غازية أو جامدة. يتم ذلك من خلال كسر الروابط بين الذرات والجزيئات وتكوين روابط جديدة، مما يؤدي إلى ظهور مركبات تمتلك خواص فيزيائية وكيميائية تختلف عن المواد الأصلية المتفاعلة.

تُصاغ المعادلة الكيميائية لأي تفاعل كيميائي بالشكل التالي: المواد المتفاعلة —> المنتجات الناتجة. وتنقسم التفاعلات الكيميائية حسب الفترة الزمنية التي تستغرقها إلى:

• تفاعلات سريعة: تنتهي بالنظام في اللحظة التي تتحد فيها المواد المتفاعلة وتُنتج النتائج مباشرة من دون أي تدخل خارجي.
• تفاعلات بطيئة: تستمر لفترة أطول، مما يسمح بتتبع خطوات التفاعل بشكل مرئي، ولا يحدث التفاعل إلا بتدخل خارجي.

العوامل الحركية وأهميتها

تشمل العوامل الحركية كل مادة أو عامل فيزيائي أو كيميائي خارجي يُضاف إلى نظام التفاعل الكيميائي من أجل تسريع تلك العملية وتقليل الزمن المطلوب للحصول على أكبر كمية من النواتج بأقل وقت ممكن.

أهم العوامل الحركية التي تؤثر على التفاعلات الكيميائية

• تركيز المواد المتفاعلة: يؤدي زيادة تركيز المواد المتفاعلة في الحالة السائلة أو الصلبة إلى تسريع التفاعل وتقليل الوقت اللازم. وفي الحالة الغازية، تؤدي زيادة الضغط إلى تقليل حجم الغاز، مما يرفع من سرعة التفاعل.
• هيئة المواد المتفاعلة: كلما كانت المواد الجامدة مقسمة إلى أجزاء أصغر، كان التفاعل أسرع؛ فالمادة التي تكون على شكل مسحوق أو بودرة ناعمة تتفاعل أسرع من تلك التي تكون على شكل بلورات أو جزيئات كبيرة الحجم.
• درجة الحرارة: يمكن أن تكون التفاعلات الكيميائية طاردة أو ماصة للحرارة، إلا أن زيادة الحرارة كعامل خارجي تُسهم في زيادة سرعة التفاعل وتقليل الزمن المستغرق.
• الضوء: يؤثر الضوء على بعض التفاعلات التي تشمل مواد حساسة له، سواء كان ضوء الشمس أو أنواع الإضاءة المختلفة. يعمل الضوء على تعزيز كسر الروابط في المتفاعلات وتكوين روابط جديدة، وهناك تفاعلات لا يمكن أن تستمر دون وجود الضوء كعامل محفز، مثل عملية التمثيل الكلوروفيل في النباتات الخضراء.
• إضافة مواد كيميائية: تُعرف هذه المواد بالمحفزات، والتي تساهم في تنشيط التفاعل وزيادة سرعته من خلال تكسير الروابط. تشمل هذه المواد الكادميوم والبلاتين والأكسجين وبرمنجنات البوتاسيوم، مع العلم أن كل تفاعل كيميائي يحتاج إلى محفزات قد لا تكون فعالة في تفاعلات أخرى.
• التحريك: تؤدي عمليات الخلط والرَّج والتحريك إلى زيادة سرعة التفاعل.