أمثلة على التفاعلات الكيميائية السريعة
تتجلى العديد من التفاعلات الكيميائية في حياتنا اليومية، مثل تكون الصدأ على الحديد عندما يتعرض للهواء الرطب، وتحول الحليب إلى سائل كثيف عند تركه خارج الثلاجة لفترة طويلة في فصل الصيف، والتغير اللوني في التفاح عندما يتعرض للهواء بعد تقطيعه. نستعرض هنا بعض الأمثلة على التفاعلات الكيميائية السريعة:
- تفاعل حمض الخليك (CH3COOH) مع بيكربونات الصوديوم (NaHCO3).
- إشعال عود الثقاب عن طريق الاحتكاك.
- احتراق الغاز الطبيعي كمثال على احتراق البنزين.
- الاحتراق السريع للغاز الطبيعي المسال في المطبخ.
- تفاعل حمض الهيدروكلوريك مع قاعدة مثل هيدروكسيد الصوديوم لإنتاج ملح كلوريد الصوديوم والماء خلال ثوانٍ.
- تفاعل محلول كلوريد الباريوم (BaCl2) مع حمض الكبريتيك (H2SO4) لإنتاج كبريتات الباريوم (BaSO4) وحمض الهيدروكلوريك (HCl).
- التفاعلات الفيمتو كيميائية الديناميكية.
ما هي التفاعلات الكيميائية السريعة؟
التفاعلات الكيميائية السريعة هي عمليات تحدث عندما تتكسر الروابط بين جزيئات المواد المتفاعلة، لتتشكل روابط جديدة في الجزيئات الناتجة، مما ينتج عنه مركبات جديدة تختلف في خصائصها عن المواد الأصلية. وتتميز هذه العمليات بالزمن القصير الذي تستغرقه، إذ تتمتع بالخصائص التالية:
- تحدث بسرعة كبيرة حالما تُخلط المواد المتفاعلة معًا.
- تُعرف غالبًا بالتفاعلات الأيونية نظرًا لتضمنها تفاعلات أيونية.
تستغرق هذه التفاعلات جزءًا من الثانية، حيث تتراوح أوقات استجابة التفاعل بين 10^-14 إلى 10^-16 من الثانية.
- في بعض الأحيان، يكون من المستحيل التنبؤ بمعدلات ردود الفعل لهذه التفاعلات.
تتميز التفاعلات الكيميائية السريعة بطاقتها التنشيطية المنخفضة، مما يجعلها تتطلب وقتًا أقل للحدوث، وبالتالي فإن لها معدلات تفاعل مرتفعة. وبما أن هذه التفاعلات تحدث بسرعة، فإنها تبدأ بمجرد تفاعل المواد المتفاعلة.
العوامل المؤثرة على سرعة التفاعلات الكيميائية
تختلف الأوقات التي تحتاجها التفاعلات الكيميائية للحدوث بناءً على خصائص المواد المتفاعلة ونواتجها، فضلاً عن الظروف المحيطة بالتفاعل. يتناول علم الكيمياء الحركية دراسة معدلات التفاعل وسرعاته، وكيفية تغيرها في الظروف المختلفة. تعتمد سرعات التفاعل على عوامل عدة، هي:
- تركيز المواد المتفاعلة: حيث يؤدي التركيز المرتفع إلى زيادة سرعة التفاعل.
- درجة الحرارة: إذ تؤدي الزيادة في درجة الحرارة إلى تسريع التفاعلات الكيميائية.
- الحالة الفيزيائية للمواد المتفاعلة: تتحرك المواد المطحونة بصورة أسرع من الكتل الصلبة.
- مساحة السطح: كلما كانت مساحة السطح أكبر، كان معدل التفاعل أسرع.
- المحفزات: وهي مواد كيميائية تضاف لزيادة سرعة التفاعل، وقد تكون عبارة عن تركيبات كيميائية أو مواد فيزيائية.
- الضوء: تساهم الأطوال الموجية المعينة من الضوء في تسريع التفاعلات الكيميائية.
