أمثلة متنوعة من الطبيعة على التغير الكيميائي
التغير الكيميائي (بالإنجليزية: Chemical Change) هو عملية يُعاد فيها ترتيب ذرات وجزيئات المواد المتفاعلة لتكوين مادة أو أكثر تختلف بشكل كامل في خصائصها عن المواد الأصلية. إليكم بعض الأمثلة على التغير الكيميائي المُلاحظ في الطبيعة:
المثال | التبرير |
احتراق الخشب | تتضمن عملية احتراق الخشب تحول المادة إلى رماد وماء مع انطلاق غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2)، وهي مواد تختلف تمامًا عن الخشب. لذا، من المستحيل استعادة المادة الأصلية بعد تحولها. |
تعفن الثمار | تحدث هذه الظاهرة نتيجة تفاعلات إنزيمية تنتج مواد جديدة تختلف جذريًا عن المواد الأولية. |
نضج الثمار | يؤدي غاز الإيثيلين إلى ظهور لون ورائحة مميزة عند نضوج الثمار، وهي علامات تدل على التغيرات الكيميائية، بالإضافة إلى تفاعل الإنزيمات داخل الثمرة مما يجعلها أكثر طراوة مع مرور الوقت. |
احتراق الميثان | يحدث احتراق الميثان عند تفاعله مع غاز الأكسجين في الغلاف الجوي لإنتاج الماء وغاز ثاني أكسيد الكربون، مما يُعتبر من المؤشرات الواضحة على التغير الكيميائي. |
عملية البناء الضوئي | في هذه العملية، تقوم النباتات بتحويل غاز ثاني أكسيد الكربون والماء بوجود الأكسجين إلى سكر الجلوكوز، وهي مادة جديدة تختلف تمامًا في خصائصها عن المواد المتفاعلة. |
تأكسد قشرة التفاحة المكشوفة | يتسبب تفاعل إنزيم معين مع الأكسجين في ظهور اللون البني، مما يشير إلى حدوث تغيير كيميائي. |
التنفس | تنتج عملية التنفس غاز ثاني أكسيد الكربون والماء، بالإضافة إلى حرارة، ويصعب عادةً إعادة النواتج إلى حالتها الأصلية، كما يتغير حجم المتفاعلات. |
تكوين غاز الأوزون | يتكون غاز الأوزون من تفاعل غاز الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي مع الأشعة فوق البنفسجية من الشمس، وهذه مواد تختلف في خصائصها عن الأكسجين. |
تكوين ثاني أكسيد الكربون | ينتج عن تفاعلات الكربون الصلب مع غاز الأكسجين، ويتباين في خصائصه عن كلا العنصرين. |
تكوين المطر الحمضي | يتسبب تفاعل أكاسيد الكبريت الغازية مع الماء في الغلاف الجوي في ظهور مادة جديدة تُعرف بحمض الكبريتيك. |
أمثلة متنوعة من حياتنا اليومية على التغير الكيميائي
التفاعلات الكيميائية لا تقتصر فقط على المختبرات، بل تحدث بشكل عام في حياتنا اليومية. إليكم بعض الأمثلة على التغيرات الكيميائية التي نشهدها يوميًا:
المثال | التberير |
طهي البيض | خطوات طهي البيض تؤدي إلى تغيير لون البياض من الشفاف إلى الأبيض الغامق، حيث تحدث تفاعلات تنتج البروتين، بالإضافة إلى انطلاق الحرارة. |
هضم الطعام في المعدة | تحدث هذه العملية عندما تكسر الإنزيمات الروابط بين جزيئات الطعام، مما يسهل امتصاصه، وبالتالي تغيير تركيب الطعام. |
تحلل النفايات | تتحلل المواد العضوية في النفايات إلى مواد جديدة تمامًا، مثل غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) أو الميثان (CH4). |
الألعاب النارية | تمثل الألعاب النارية دليلاً على حدوث تغير كيميائي يظهر من خلال الرائحة، الصوت، تغير درجة الحرارة، والضوء. |
فساد الحليب | يحدث فساد الحليب بفعل تفاعلات كيميائية تؤدي إلى تحويل سكر اللاكتوز إلى حمض اللاكتيك الذي يُعطي طعمًا حامضًا. |
إشعال عود ثقاب | عند إشعال عود الثقاب، تحدث عدة دلائل على التغير الكيميائي مثل انبعاث الغاز وتغير درجة الحرارة. |
صدأ الحديد | تتفاعل الماء والأكسجين مع الحديد مما يؤدي إلى تكون الصدأ، والذي يختلف تمامًا في لونه ومكوناته عن الحديد الأصلي. |
خبز الكيك | تعمل حرارة الفرن على تحفيز تفاعلات كيميائية متعددة، مما يجعل الكيك الناتج يتميز بخصائص مختلفة تمامًا عن مكونات العجين الأصلية. |
صناعة الفولاذ | يُصنع الفولاذ من تفاعل الحديد مع الكربون، ولا يمكن فسخ الفولاذ إلى مكوناته الأصلية بعد تكوينه. |
الكرملة | تقوم هذه العملية على تسخين السكر الجاف إلى كراميل سائل، لا يمكن إعادته إلى شكله الأصلي، كما أنه يختلف تمامًا عن السكر. |
تتواجد التغيرات الكيميائية في الطبيعة وفي الحياة اليومية بكثرة، وتأخذ أشكالًا متعددة. من الأمور الأساسية لفهم التغير الكيميائي هو ظهور مواد جديدة تختلف في تكوينها عن المواد الأصلية. كما يُعتبر التغير الكيميائي من التغيرات التي يصعب عكسها، حيث لا يمكن استعادة المتفاعلات بسهولة بعد تحولها.
تجارب علمية في المختبر عن التغير الكيميائي
توجد العديد من التجارب الكيميائية الممتعة التي يمكن إجراؤها في المختبر، منها مثالان على التالي:
تجربة البالونات
توضح هذه التجربة دليلاً على حدوث تفاعل كيميائي يُنتج عنه نفخ البالون، وإليكم الخطوات:
الأدوات اللازمة
تتطلب هذه التجربة:
- صودا الخبز.
- خل.
- قارورة بلاستيكية مفرغة.
- قمع.
- بالون.
- ملون طعام (اختياري).
خطوات التجربة
يمكن تنفيذ التجربة من خلال الخطوات التالية:
- تثبيت البالون على رأس القمع وإدخال حوالي 1.5 ملعقة صغيرة من صودا الخبز إلى داخله.
- إضافة حوالي 10 ملاعق كبيرة من الخل إلى القارورة.
- إضافة بضع قطرات من ملون الطعام إلى الخل (إذا توفّر).
- تثبيت فوهة البالون على عنق القارورة مع التأكد من عدم تسرب الصودا قبل وقتها.
- ترك طرف البالون، المعبأ بالصودا، إلى جانب القارورة لمنع تسربه إلى داخلها.
- رفع البالون والسماح للصودا بالدخول إلى القارورة مع تثبيت الزجاجة باليد.
- مراقبة انتفاخ البالون نتيجة إنتاج غاز ثاني أكسيد الكربون من تفاعل الخل مع الصودا.
- بعد انتهاء التفاعل، يمكن استخدام دبوس لفرقعة البالون والتخلص من الغاز.
ملاحظة: من بين المؤشرات على حدوث التغير الكيميائي في هذه التجربة هي انبعاث الغاز.
تجربة المبيّض وملون الطعام
يمكن إجراء هذه التجربة مع الأطفال لشرح التغيرات الكيميائية، وذلك كما يلي:
الأدوات اللازمة
تتطلب هذه التجربة:
- ملون طعام.
- ماء.
- مبيض منزلي.
- قطّارة.
- وعاء زجاجي.
خطوات التجربة
يمكن تنفيذ التجربة عبر الخطوات التالية:
- املأ الوعاء بالماء حتى يصبح نصفه تقريبًا.
- أضف ملون الطعام باستخدام القطارة.
- قم بتحريك السائل لتوزيع اللون.
- أضف المبيّض باستخدام القطارة للمحلول ولاحظ اختفاء اللون.
- كرر إضافة اللون بعد زواله تمامًا ولاحظ الطريقة التي ينتشر بها اللون هذه المرة.
ملاحظة: من مؤشرات حدوث التفاعل الكيميائي في التجربة السابقة هو تغيير اللون.
تنقسم التغيرات إلى نوعين: كيميائي وفيزيائي، ولكل منهما دلالاته ومؤشراته. وتعتبر ظهور مواد جديدة تختلف في ترتيب ذراتها وجزيئاتها عن المواد الأولية من أبرز مؤشرات التغيرات الكيميائية. يُعتبر التغير الكيميائي أمرًا شائعًا في الطبيعة وفي حياتنا اليومية، ويمكن إجراء العديد من التجارب الكيميائية في المختبر لاستكشاف بعض دلائل التغير الكيميائي، مثل تجربة البالون التي تؤدي إلى انبعاث الغاز وتجربة المبيّض وملون الطعام التي تظهر اللون الجديد عند حدوث التغير.