تفاعل احتراق الشمعه هو تفاعل ماص للطاقه
بالتأكيد العبارة خاطئة، فالتفاعل الناتج عنه احتراق الشمعة، هو بالتحديد تفاعلي لإحدى مشتقات البترول، وهي الشمعة، وأي تفاعل لإحدى المواد الكربونية مع الأكسجين الموجود في الهواء الجوي، وينتج عن ذلك التفاعل ماء وغاز ثاني أكسيد الكربون، مع إنتاج اللهب، والذي ينتج عنه انبعاث الضوء والحرارة من الشمعة، بمعنى أدق فالحرارة الخارجة من الشمعة أثناء عملية الاحتراق -التفاعل الحاصل- يصدر عنها ضوء وحرارة، إذن فهو تفاعل طارد للحرارة، وليس ماص للحرارة.
التفاعل الطارد للحرارة
يتم تعريف التفاعل الطارد للحرارة على أنه تفاعل مادة قابلة للاشتعال مع مادة أخرى، الأمر الذي ينتج عنه مواد مؤكسدة، ويحدث ذلك التفاعل نتيجة اتحاد ذرة أو مجموعة ذرات من غالز الأكسجين مع الهيدروجين والكربون، وينتج عن هذا التفاعل في الأغلب بخار الماء وثاني أكسيد الكربون، ومن الممكن أن يشاهد خروج لهب ونار عند التفاعل، ويحدث ذلك التفاعل في الأغلب بشكل طبيعي عند احتراق الغابات، والذي يحدث بفعل الزيادة الملحوظة في درجات الحرارة.
أنواع تفاعلات الاحتراق
تنقسم التفاعلات الكيميائية التي تنتج عن عملية الاحتراق أو الأكسدة بالمصطلح الكيميائي إلى 4 أقسام رئيسة، وتلك التفاعلات هي كما يلي.
- تفاعل الاحتراق الغير تام: هو نوع من أنواع التفاعلات التي تحدث وسط وجود كمية قليلة للغاية من الأكسجين، بمعنى أدق لا يحدث تفاعل كامل، وأكسدة كاملة لكل المادة المتفاعلة، بسبب نقص الأكسجين الداخل في العملية الكيميائية.
- تفاعل الاحتراق التام: فهو احتراق كامل للمادة، ودخول المادة الداخلة في التفاعل مع الأكسجين في ناتج الأكسدة الكاملة، تحدث تلك العملية في حالة توفر كميات كبيرة من الأكسجين المساعد على إتمام عملية التفاعل كاملة.
- تفاعل الاحتراق التلقائي: هو التفاعل الذي يحدث نتيجة عملية التسخين، ويحدث بصفة تلقائية نتيجة زيادة حرارة المادة التي تتعرض للتسخين، فتبدأ مباشرة المادة بالدخول في مرحلة التأكسد والاشتعال بمجرد زيادة درجة حرارتها.
- تفاعل الاحتراق السريع: ذلك النوع من التفاعلات ينتج عنه خروج طاقة حرارية كبيرة على شكل لهب وضوء، فهو يتم بسرعة أكبر بسبب كمية الأوكسجين المحيطة به، وهو التفاعل الحاصل مع المواد القابلة للاشتعال، لذلك تم تسميته بتفاعل الاحتراق السريع.
تعريف التفاعل الكيميائي
يحدث التفاعل الكيميائي نتيجة لتكسير الروابط الكيميائية الموجودة بين جزيئات المواد المتفاعلة، بهدف إنتاج روابط جديدة في جزيئات المواد الناتجة من التفاعل، الأمر الذي يؤدي إلى إنتاج مواد جديدة مختلفة في الصفة الكيميائية والفيزيائية عن المواد الداخلة في التفاعل، وتشمل التفاعلات الكيميائية تغير ترتيب الذرات في الجزيئات الكيميائية، وتلعب التفاعلات الكيميائية بشكل عام دوراً هاماً وكبيراً في عملية الاحتراق التي تكون داخل جسم الكائن الحي، والتي تساعده على إنتاج الطاقة التي يحتاجها للبقاء، وفي عملية التمثيل الضوئي للنباتات، بالإضافة إلى الاستخدامات الدورية للتفاعلات الكيميائية، مثل تفاعل الوقود داخل محرك السيارة.
أنواع التفاعلات الكيميائية
تحدث عمليات التفاعل الكيميائي على أنواع عدة، وتختلف هذه الأنواع من حيث المدخلات والنواتج في عملية التفاعل، ومن بعض أنواع التفاعلات الكيميائية ما يلي.
- تفاعلات التأكسد والاختزال.
- تفاعلات الاتحاد.
- تفاعلات التفكك.
- تفاعلات التعادل.
- تفاعلات الاستبدال الأحادية.
- تفاعلات الاستبدال الثنائية.
- تفاعلات الاحتراق.
سنحاول فيما يلي عرض بعض المعلومات الخاصة بالتفاعلات الكيميائية بأنواعها.
تفاعلات الاحتراق
يحدث تفاعل الاحتراق مع مادة قابلة للاحتراق، ومع شرط وجود عامل مؤكسد، ويجب وجوده لإعطاء التفاعل ناتج مؤكسد، ويتم الإشارة إلى المادة المؤكسٍدة على أنها المادة الكيميائية التي يحتاجها الوقود لكي يتم عملية الاحتراق، وفي أغلب الأ،حيان تكون تلك المادة هي الأكسجين، ومن أشهر الأمثلة على على عملية الاحتراق تفاعل احتراق معدن المغنسيوم، والذي ينتج عنه أكسيد المغنسيوم، بالإضافة إلى خروج كمية من الحرارة من هذه المعادلة، ترمز لتلك المعادلة بالرمز الآتي.
تفاعلات التفكك
يتم الإشافة إلى تفاعل التفكك على أنه تفاعل كيميائي، يتم فيه تحليل للمادة الواحدة، وينتج عن التفاعل مادتين أو أكثر، ويحدث ذلك التفاعل تحت تأثير بعض التغييرات في الطاقة، وذلك مثل الحرارة أو الضوء، أو تعرض المركب لفصل كهربائي، ومن أشهر الأمثلة على تفاعل التفكك هو تفاعل تحلل كربونات الكالسيوم تحت تأثير الحرارة، ويرمز لتلك المعادلة الكيميائية بالمعادلة التالية.
تفاعلات التعادل
يعرف هذا النوع من التفاعلات بتفاعل الحمض والقاعدة، ويحدث هذا التفاعل بين حمض وقولي أو قاعدة، وينتج عن ذلك التفاعل نوع من أنواع الملح، بالإضافة إلى الماء، بحيث يكون الرقم الهيدروجيني الإجمالي للنواتج عندما يتفاعل حمض قوي مع مركب قلوي أو قاعدة قوية قد يصل إلى 7، بمعنى أن التفاعل متعادل، وتزيد أهمية تفاعلات التعادل كونها تدخل في العديد من العمليات الحيوية، بالإضافة إلى دخولها في الكيمياء الصناعية.
- فيدخل هذا النوع في الكثير من النشاطات اليومية مثل الطهي والعلاج والصناعات مثل صناعة الأدوية وبالأخص مضادات الحموضة.
- ومن أكثر أمثلة تفاعلات التعادل شهرة هو التفاعل بين حمض الهيدروكلوريك المكثف مع هيدروكسيد الصوديوم القلوي، والذي ينتج عنه ملح الطعام كلوريد الصوديوم والماء، ويتم الرمز لتلك العملية بالرمز الكيميائي التالي.
تفاعلات الاستبدال الأحادية
يتم تفاعل الاستبدال الأحادي عن طريق إحداث عملية استبدال عنصر بعنصر مختلف داخل بينة المركب، فتكون المواد المتفاعلة دائماً من العناصر النقية، مثل معدن الزنك النقي، أو غاز الهيدروجين، وإلى جانب ذلك مركب مائي، وعند حدوث تفاعل الاستبدال ينتج عنه مركب مائي جديد، مع ظهور عنصر نقي مختلف عن الداخل في نتيجة التفاعل، ومن أشهر التفاعلات التي تنتمي لتفاعلات الاستبدال الأحادية تفاعل نترات الفضة مع النحاس، والذي ينتج عنه عنصر الفضة النقي، مع نترات النحاس، ويرمز للتفاعل بالرمز التالي.
تفاعلات الاستبدال الثنائية
يعد تفاعل الاستبدال الثنائي – أو الذي يطلق عليه بعض الباحثين تفاعل الترسيب- عبارة عن تفاعل بين مركبين، فيحصل استبدال للأيونات الخاصة بهما، وذلك نتج عنه إنتاج مركبين جديدين بالكامل، ومن أشهر الأمثلة على تفاعل الاستبدال الثنائي هو تفاعل نترات الفضة وكلوريد الصوديوم، فتكون النواتج الخاصة بالتفاعل هي كلوريد الفضة، ومنترات الصوديوم، يتم الرمز إلى عملية التفاعل تلك بالرمز التالي.
تفاعلات الاتحاد
يعد تفاعل الاتحاد أحد الأنواع الهامة من التفاعلات الكيميائية، وهو تفاعل كيميائي يتم فيه اتحاد مادتين أو أكثر، وينتج عن هذا الاتحاد تشكيل مادة واحدة، وتكون مركب يجمع بين مدخلات التفاعل، ويحدث ذلك التفاعل في ظروف فيزيائية محددة مسبقاً، وقد يحدث هذا التفاعل بين عنصر ومركب، أو حتى بين مركبين اثنين، ويعد من أشهر الأمثلة على تفاعل الاتحاد هو تفاعل تكوين كلوريد الصوديوم، فهو تفاعل يحدث بين عنصرين وهما الصوديوم والكلور، وينتج عنهما ملح الطعام، ويشار إلى تلك المعادلة باستخدام الرمز التالي.
تفاعلات التأكسد والاختزال
يعد تفاعل التأكيد والاختزال أحد التفاعلات الأكثر شيوعاً والحيوية، فهي تدخل في الوظائف الأساسية للحياة، وذلك مثل عملية التمثيل الضوئي داخل النباتات، وعملية التنفس والاحتراق للكائن الحي بشكل عام، وعملية التآكل أو الصدأ داخل المعادن، وهو أحد التفاعلات الكيميائية التي تعتمد على نقل الإلكترونات، فتفاعل التأكسد والاختزال يحدث نتيجة حدوث تغير في عدد جزيئات أو ذرات الأكسجين في المركب، وذلك عن طريق اكتساب أو فقدان الإلكترونات.
- تتكون تفاعلات الأكسدة والاختزال من جزأين أساسين، فتحدث نصف عملية التفاعل على هيئة أكسدة، وباقي العملية تحدث عملية الاختزال، ودائماً ما تكون تلك العمليتان متلازمتان، فالجزء الذي يحدث فيه عملية الاختزال يكتسب إلكترونات، الأمر الذي ينعكس سلباً على عدد ذرات الأكسجين فيه، وذلك على عكس الجزء الذي يحدث فيه أكسدة، فتقل عدد الإلكترونات فيه، ويزيد عدد ذرات الأكسجين الداخلة في المركب.
- لكن بشكل عام لا يحدث أي تغيير في العدد الذري أو عدد الإلكترونات الكلي في تفاعلات الأكسدة والاختزال، فالإلكترونات التي يتم خصارتها في الأكسدة، يتم اكتسابها مرة أخرى الجزء الآخر من التفاعل عن طريق الاختزال.
