ما هو التغير الكيميائي؟

من المعروف أنّ التغيرات الكيميائية في الطبيعة واسعة الانتشار من حولنا، وقد يكون الاستدلال عليها صعباً في بعض الأحيان بسبب سرعة حدوثها، إلّا أنّها قد تكون واضحة عندما ترافقها بعض الأدلة، ومن ذلك تغير اللون والشكل الأصلي الأولي للمادة المتفاعلة، لإنتاج الطاقة أو امتصاصها، وانبعاث الغاز، وتكوّن الراسب الصلب أيضاً، وانبعاث الرائحة.

تحدث التغيّرات الكيميائية في العادة في الطبيعة وفي الجسم من خلال التجارب التي تحدث داخل المختبرات، ولكنّها قد تحدث في مستوى أصغر من مستوى حدوث التغيرات الفيزيائية في بعض الأوقات، بحيث لا يمكن مشاهدتها، أو قد تحدث على عّدة مراحل، أو لفترة زمنية قصيرة، وربما تظهر بشكل واضح للعين بحيث تنتج عنها مادة جديدة>

يتحدث هذا المقال عن التغير الكيميائي ويتناول النقاط التالية:

• تعريف التغير الكيميائي.
• أنواع التغير الكيميائي.
• أسباب حدوث التغير الكيميائي.
• دلائل حدوث التغير الكيميائي.
• مواد تنتج عن التغير الكيميائي.
• الفرق بين التغير الكيميائي والفيزيائي.
• أسئلة شائعة.

تعريف التغير الكيميائي

التغير الكيميائي هو عملية يتم فيها تغيير تركيبة مادة أو وتحويلها إلى مادّة جديدة أو أكثر من المواد الجديدة والمختلفة، وهو عبارة عن تفاعل كيميائي يتضمن إعادة ترتيب الذرات، وفي التغير الكيميائي لا يمكن للمادة أن تعود لحالتها الأصلية، بعكس التغير الفيزيائي الذي يمكن للمادة أن تعود لحالتها الاصلية.

التغير الكيميائي أيضاً يؤدي الى تغير في طاقة المجموعة، ويسمى التغير الكيميائي الذي يطلق الحرارة باسم التفاعل الطارد للحرارة وباللغة الانكليزية – Exothermic reaction، أما التغيّر الذي يمتص الحرارة يسمى تفاعل ماص للحرارة – Endothermic reaction.

أمثلة على التغيرات الكيميائية

• خلط بين صودا الشرب والخل (ينتج غاز ثاني أكسيد الكربون).
• خلط بين مواد حمضية مختلفة مع مواد قاعدية مختلفة.
• طبخ بيضة.
• حرق شمعة.
• صدأ الحديد.
• إضافة الحرارة مثال  إلى الهيدروجين والأكسجين (تفاعل انتاج الماء).
• هضم الطعام.
• سكب بيروكسيد على الجرح.

كيف نتعرّف على التغيّر الكيميائي

• تغير درجة الحرارة: وذلك بسبب وجود تغير في الطاقة في التفاعل الكيميائي، وغالباً ما يكون هناك تغير في درجة الحرارة وهذا التغيّر يمكن قياسه.
• الضوء: تنتج بعض التفاعلات الكيميائية الضوء.
• الفقاعات: تنتج بعض التفاعلات الكيميائية غازات تظهر على شكل فقاعات في محلول سائل.
• تكوّن راسب: تُظهر بعض التفاعلات الكيميائية جسيمات صلبة قد تبقى معلقة في المحلول، وتظهر على شكل راسب.
• تغيير اللون: يُعتبر تغيّر اللون مؤشراً جيداً على حدوث تفاعل كيميائي، وعلى الأغلب تؤدي التفاعلات التي تحتوي على فلزات انتقالية transition metals أيضا إلى إنتاج ألوان.
• تغيير الرائحة: قد يؤدي التفاعل إلى إطلاق مادة كيميائية متطايرة تنتج رائحة مميزة.
• التغيير في التركيب: من الممكن إنتاج الرماد عند حدوث الإحتراق مثلاً، ويتغيّر منظر الطعام عند تعفّنه.

من الجدير بالذكر أن التغيير الكيميائي أيضاً قد يحدث دون ملاحظة أي من هذه المؤشرات.

أنواع التغير الكيميائي

• التغيرات الكيميائية غير العضوية: هي تفاعلات كيميائية لا تشتمل عادةً على عنصر الكربون، ومن الأمثلة الأخرى على التغيرات غير العضوية خلط الأحماض والقواعد وتفاعلات الأكسدة (بما في ذلك الاحتراق) وتفاعلات الأكسدة والاختزال.
• التغيرات الكيميائية العضوية: هي تفاعلات المركبات العضوية التي تحتوي على الكربون والهيدروجين، ومن الأمثلة على التغيرات العضوية  تكسير الاربطة بالنفط الخام، والبلمرة.
• التغيرات البيوكيميائية: هي التغيرات الكيميائية العضوية التي تحدث في الكائنات الحية، ويتم التحكم في هذه التفاعلات عن طريق الإنزيمات والهرمونات.

أسباب حدوث التغير الكيميائي

تتكون المواد من ذرات مرتبطة معاً، وعندما ترتبط ذرات مع ذرات أخرى وتتكون الرابطة الكيميائية (قوة تجعل الذرات تترابط معاً) وتتكون هذه الروابط أو تتفكك؛ يغير ذلك الخصائص الكيميائية للمادة، مثل الفحم الذي يتكون من ذرات الكربون المترابطة، وعندما يحترق فإن جزيئات الأكسجين في الهواء تترابط مع ذرات الكربون؛ مكونةً جزيئات جديدة من ثاني أكسيد الكربون الذي يختلف في خصائصه عن كل من الكربون والأكسجين.

دلائل حدوث التغير الكيميائي

• التغير في لون المادة: ينتج تغيّر اللون للمادة عند حدوث التفاعلات الكيميائيّة، ممّا يعني وجود تغييرات في مكونات المواد المتفاعلة، ولا يشير تغيّر اللون إلى تغيير مؤقت، وإنّما يُشير إلى تغيّر اللون الفعلي للمادة بسبب تعرّضها لظروف محدّدة، كما يُمكن تفسير اللون المختلف بظهور مواد جديدة تختلف عن المواد الأصلية في طريقة امتصاصها وإشعاعها للضوء، ومن أمثلة ذلك: فقدان الملاعق الفضيّة بريقها، وصدأ الحديد الذي ينتج عندما يتعرض الحديد للهواء الجوي حيث يتفاعل مع الأكسجين.
• التغير في الشكل الأصلي للمادة المتفاعلة: يُعرف التفاعل الكيميائي بشكل عام بأنّه عملية تحدث على المواد المتفاعلة فتغيّر من شكلها وترتيب ذراتها وجزيئاتها، ولذلك عند ظهور مواد جديدة مختلفة عن الأصلية، ويُطلق عليها اسم النواتج، ويُستدل منها على حدوث التغيّر الكيميائي، ومن ذلك: حرق مكعب من السكر، لأنّ عملية الحرق ستكسر الروابط بين جزيئات السكر، وبالتالي تكون مادةً جديدةً غير السكر، ومن الأمثلة الأخرى تغير حبوب هيدروكسيد الكالسيوم في المعدة؛ حيث تعمل حبوب هيدروكسيد الكالسيوم على معادلة درجة الحموضة في المعدة، من خلال تفاعلها مع الهيدروكلوريك الموجود في المعدة لإنتاج الماء وكلوريد الكالسيوم، وهناك أيضاً صنع الخل وغيرها من الأمثلة.
• إنتاج الطاقة أو امتصاصها: تنتج الطاقة عند تكسير الروابط الكيميائية في التفاعلات، وتُطلق عند تكوّن روابط جديدة بين الجزيئات والذرات المختلفة، لذا يمكن اعتبار وجود طاقة ممتصّة أو ناتجة عن التفاعل أحد الأدلة الهامة التي تشير إلى حدوث تغيّرات كيميائية، وقد تظهر الطاقة على شكل حرارة أو ضوء أو كليهما، ومن الأمثلة على ذلك الطبخ والألعاب النارية. 

• انبعاث الغاز: تنبعث الغازات كناتج لحدوث التفاعلات الكيميائية عادةً، ويُمكن ملاحظة هذه الغازات عن طريق رؤية الفقاعات الدالة على وجودها، كما ويرافق هذه الظاهرة وجود تغيّرات في درجات الحرارة على الأغلب، ومن أمثلة ذلك: حرق الخشب أو الورق: حيث يتحول من الحالة الصلبة إلى رماد، كما يرافق التفاعل حدوث انبعاث لغاز ثاني أكسيد الكربون.
•  تكون الراسب الصلب: يعتبر ترسّب المواد الصلبة بعد التفاعلات الكيميائية في القاع من أكثر الدلائل شيوعًا، وتنتج هذه الرواسب بعد تفاعل المحاليل أو بعد تفاعل مادة صلبة مع محلول ما، ويُمكن تعريف الراسب على أّنه مادة صلبة تتكوّن داخل أحد المحاليل أو المواد الصلبة الأخرى، ومن أمثلة ذلك، ترسب كربونات الباريوم عند تفاعل الباريوم مع الكربونات الذائبة فيه. 
• انبعاث الرائحة تنتج الروائح الغريبة عند تفاعل بعض المركبات الكيميائية؛ لذا يُمكن التنبؤ بحدوث هذه التفاعلات من خلال رائحتها، ومن أهم الأمثلة على ذلك ما يلي: ظهور رائحة البيض المنتنة.
• حدوث الصوت: يعتبر الصوت أحد الدلائل التي تُشير إلى حدوث تفاعل كيميائي؛ فهو يُرافق العديد من التفاعلات الكيميائية التي قد تحدث، وقد ينتج هذا الصوت بفعل الطاقة الحراريّة الهائلة الناتجة عن التفاعل الكيميائي، ومن أهم أمثلة عن ذلك الصوت الناتج عن إطلاق الألعاب الناريّة، والذي يُمكن سماعه أيضاً عن بعد نتيجة احتراق البارود الموجود في الألعاب الناريّة هذه .

مواد تنتج عن التغير الكيميائي

في حياتنا اليوميّة نواجه العديد من التغيّرات في مُحيطنا هذا بالرغم من أننا لا نلاحظها، كالحليبِ عندما يَحمَض، كذلك الحديد حين يتعرّض للصدأ، أو حتّى ذوبان الشمع وغيرها، و كلُّ هذه التغييرات التي تحدث حولنا تندرج تحت نوعين من التغييرات وتصنف على أنها تغير كيميائي أو تغير فيزيائي حسب طريقة حدوثها.

ما هو الفرق بين التغير كيميائي والتغير فيزيائي؟

التغيرات الفيزيائية هي تلك التي تؤثر على السمات الفيزيائية للمادة دون أن يمس هيكلها الداخلي أيُ تغير، أما التغيرات الكيميائية فهي التي تؤثر على البنية الداخلية للمادة وذلك لتشكيل مادة جديدة.

أسئلة شائعة

فيديو ما هو التغير الكيميائي؟