الكيمياء تصول وتجول في العالم من حولنا، ليس فقط في المختبر، فالكيمياء ليست مجرد ألوان ناتجة عن تفاعلات مرئية.
فالمواد تتفاعل لتُشكّل منتجاتٍ جديدة من خلال عملية تسمّى التفاعل الكيميائي أو التغيير الكيميائي، وفي كل مرة تطهو أو تنظف أو تصنع شيئًا ما في المنزل، تجد الكيمياء حاضرة!
يعيش جسمك وينمو بفضل التفاعلات الكيميائية. الأجهزة والمواد من حولك صُنعت وعولجت بالكيمياء. كل شيء من حولنا هو كيمياء.
وفيما يلي نظرة سريعة على عدد من التفاعلات الكيميائية في حياتنا اليومية:
أولًا: التمثيل الضوئي هوتفاعل كيميائي لتكوين الغذاء
النباتات تُطبّق تفاعلًا كيميائيًا يُسمى عملية (التمثيل الضوئي) لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى مواد غذائية (جلوكوز) وأكسجين. إنها واحدة من التفاعلات الكيميائية اليومية الأكثر شيوعًا وأهمية؛ لأن هذه هي الطريقة التي تُنتِج بها النباتات الغذاء لنفسها وللحيوانات، وتعمل على تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى أكسجين.
CO2 + 6 H2O + light → C6H12O6 + 6 O2
ثانيًا: تفاعل التنفس الخلوي الهوائي
التنفس الخلوي الهوائي هو عملية عكسية لعملية التمثيل الضوئي، حيث أن جزيئات الطاقة تتفاعل مع الأكسجين الذي نتنفسه، لإنتاج الطاقة التي تحتاجها خلايانا، بالإضافة إلى ثاني أكسيد الكربون والماء. والطاقة التي تستخدمها خلايانا هى طاقة كيميائية في شكل ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات).
والطاقة الناتجة من هذا التفاعل تَبلغ 36 جزيء ATP.
(C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energy (36 ATPs
ثالثًا: التنفس اللاهوائي – التفاعلات الكيميائية اليومية
وعلى النقيض من التنفس الهوائي، يصف التنفس اللاهوائي مجموعةً من التفاعلات الكيميائية التي تسمح للخلايا بالحصول على الطاقة من جزيئات معقدة بدون أكسجين. فخلاياك العضلية تقوم بالتنفس اللاهوائي كلما استنفَذَت الأكسجين الواصل إليها، مثلما يحدث أثناء ممارسة التمرينات الرياضية لفترات طويلة.
ويتم تسخير التنفس اللاهوائي بواسطة الخميرة والبكتيريا للتخمير، لإنتاج الإيثانول، وثاني أكسيد الكربون، والمواد الكيميائية الأخرى التي تصنع الجبن، والنبيذ، والبيرة، واللبن، والخبز، والعديد من المنتجات الأخرى الشائعة.
رابعًا: الاحتراق هو نوع من التفاعلات الكيميائية
في كل مرة تُشعِل عودًا من الكبريت، أو تُشعل شمعة، أو تُشعل نارًا للشواء والطهي – فإنك ترى (تفاعل الاحتراق). هذا الاحتراق يؤدي إلى اتحاد جزيئات الطاقة مع الأكسجين لإنتاج غاز ثاني أكسيد الكربون والماء.
وعلى سبيل المثال، فإن تفاعل احتراق البروبان، الموجود في بعض المواقد والشوّايات، هو:
C3H8 + 5O2 → 4H2O + 3CO2 + energy
خامسًا: الصدأ من أكثر التفاعلات الكيميائية شيوعًا
وأبسط مثال للدلالة على تكون الصدأ هو صدأ الحديد، حيث مع مرور الوقت يُنتِج الحديد طبقة حمراء رقيقة تسمى الصدأ. وهو مثال شائع لتفاعل الأكسدة.
المعادلة الكيميائية لصدأ الحديد:
Fe + O2 + H2O → Fe2O3. XH2O
سادسًا:خلط المواد الكيميائية ينتج عنه تفاعلات كيميائية
وأبسط مثال هو صناعة الكعك في مطابخنا.. فمن مكونات الكعك: (مسحوق الخبز – (Baking Powder و (صودا الخبز-baking soda). وهذان المركّبان لهما وظائف مماثلة خلال الخبيز، ولكنهما يتفاعلان بشكل مختلف مع المكونات الأخرى، لذلك لا يصلُح أحدهما أن يكون بديلاً عن الآخر.
إذا كنت تجمع بين الخل وصودا الخبز لتحصل على بركان كيميائي (فرقعة بسيطة ناتجة عن التفاعل)، أو كنت تجمع بين الحليب ومسحوق الخبز في الكيك مثلًا – فأنت تعمل على تطبيق (تفاعل الاستبدال – Double Displacement Reaction). تمتزج المكونات لإنتاج غاز ثاني أكسيد الكربون والماء. وبدوره، يُكوّن غاز ثاني أكسيد الكربون فقاعات في البركان الكيميائي ويساعد على ارتفاع الكيك المخبوز.
هذه التفاعلات تبدو بسيطة، ولكنها عادةً تتكون من خطوات متعددة.
المعادلة الكيميائية الإجمالية للتفاعل بين صودا الخبز والخل:
HC2H3O2(aq) + NaHCO3(aq) → NaC2H3O2(aq) + H2O() + CO2(g)
سابعًا: البطاريات هي أمثلة على الكيمياء الكهربائية
البطاريات تَستخدم التفاعلات الكهروكيميائية أو الأكسدة لتحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية. تَحدث تفاعلات الأكسدة والاختزال العفوية في الخلايا الجلفانية، في حين تحدث التفاعلات غير العفوية فى الخلايا الالكتروليتية.
ثامنًا: الهضم عملية كيميائية يومية
الآلاف من التفاعلات الكيميائية تحدث أثناء عملية الهضم. فبمجرد أن تضع الطعام في فمك، يبدأ انزيم الأمَيْليز الموجود بالفم – في تحطيم السكريات والكربوهيدرات الأخرى إلى أشكال أبسط يمكن أن يمتصها جسمك. أما حمض الهيدروكلوريك في معدتك، فإنه يتفاعل مع الطعام لتكسير جزيئاته، بينما تعمل انزيمات المعدة على كسر البروتينات والدهون بحيث يمكن امتصاصها في مجرى الدم من خلال جدران الأمعاء.
تاسعًا: تفاعل الحمض والقاعدة تفاعل كيميائي يحدث يوميًا
عندما تقوم بخلط حمض (كالخل، وعصير الليمون، وحمض الكبريتيك) مع قاعدة (كصودا الخبز، والصابون، والأمونيا، والأسيتون)، فإنك تقوم بإجراء تفاعل يُدعى (تفاعل حمضـ قلوي – acid-base reaction). هذا التفاعل يُعادل الحمض والقاعدة لإنتاج الملح والماء.
كلوريد الصوديوم ليس الملح الوحيد الذي يمكن تشكيله، فعلى سبيل المثال.. هذه هي المعادلة الكيميائية للتفاعل الحمضـ قلوي الذي يُنتِج كلوريد البوتاسيوم، وهو بديل شائع لملح الطعام:
HCl + KOH → KCl + H2O
عاشرًا: الصابون والمُنظّفات – تفاعلات كيميائية يومية
الصابون والمُنظّفات تعمل عن طريق التفاعلات الكيميائية. فالصابون يذيب الأوساخ عن طريق اتّحاده بالبقع الزيتية حتى يمكن التخلص منها بعيدًا بواسطة الماء. بينما تعمل المنظفات كمُنشّطات سطح (Surfactants)، تعمل على خفض التوتر السطحي للماء حتى يمكنه التفاعل مع الزيوت، ومن ثَم عزلها، ثم شطفها بعيدًا.
المصدر: http://sc.egyres.com/G9i19
ترجمة:Esraa Adel
مراجعة: عمر المختار
تصميم: Bothaina Mahmoud
#الباحثون_المصريون
