أمثلة على التفاعلات الكيميائية السريعة
تتواجد العديد من التفاعلات الكيميائية في حياتنا اليومية، مثل صدأ الحديد عند تعرضه للرطوبة، وتحول الحليب إلى سائل كثيف عند تركه خارج الثلاجة لفترة في أيام الصيف، بالإضافة إلى تحول لون التفاح إلى البني عند تعرضه للهواء بعد تقطيعه بفترة قصيرة. فيما يلي بعض الأمثلة على التفاعلات الكيميائية السريعة:
- تفاعل حامض الخليك (CH3COOH) مع بيكربونات الصوديوم (NaHCO3).
- إشعال عود الثقاب عن طريق الاحتكاك.
- احتراق الغاز الطبيعي، مثل احتراق البنزين.
- اشتعال الغاز الطبيعي المسال في المطبخ خلال ثوانٍ قليلة.
- تفاعل حمض الهيدروكلوريك مع هيدروكسيد الصوديوم، مما يؤدي إلى إنتاج ملح كلوريد الصوديوم والماء في غضون ثوانٍ.
- تفاعل محلول كلوريد الباريوم (BaCl2) مع حمض الكبريتيك (H2SO4) لإنتاج كبريتات الباريوم (BaSO4) وحمض الهيدروكلوريك (HCl).
- التفاعلات الكيميائية السريعة جدًا المعروفة بتفاعلات الفيمتو.
تعريف التفاعلات الكيميائية السريعة
تُعرف التفاعلات الكيميائية السريعة بأنها تلك التي تتضمن تكسير روابط جزيئات المواد المتفاعلة وتشكيل روابط جديدة في الجزيئات الناتجة. هذه العملية تؤدي إلى تكوين مواد ومركبات جديدة تختلف في خصائصها عن خصائص المواد المتفاعلة، وتتم هذه التفاعلات في وقت قصير. ومن أبرز خصائص التفاعلات الكيميائية السريعة:
- تحدث هذه التفاعلات بسرعة كبيرة بمجرد خلط المواد المتفاعلة.
- تُسمى هذه التفاعلات بالتفاعلات الأيونية، حيث غالبًا ما تشمل تفاعلات أيونية.
تتراوح مدة حدوث هذه التفاعلات من 10^-14 إلى 10^-16 من الثانية.
- صعبة التنبؤ في بعض الأحيان بمعدلات استجابة هذه التفاعلات.
تتميز التفاعلات الكيميائية السريعة بانخفاض طاقة التنشيط اللازمة لها، مما يجعلها تستغرق وقتًا أقل للحدوث، وهو ما يؤدي إلى ارتفاع معدل حدوثها. ونظرًا لسرعتها الفائقة، فإن هذه التفاعلات تحدث فور اتحاد المواد المتفاعلة.
العوامل المؤثرة على سرعة التفاعلات الكيميائية
تتطلب التفاعلات الكيميائية أوقاتًا مختلفة للانتهاء، وذلك بناءً على خصائص المواد المتفاعلة والنواتج الناتجة عنها، بالإضافة إلى الظروف البيئية المحيطة بالتفاعل. يهتم علم الكيمياء الحركية بدراسة معدلات وسرعات التفاعلات الكيميائية، وكيفية تغير هذه المعدلات تحت ظروف مختلفة. تتأثر معدلات وسرعات التفاعلات الكيميائية بعدة عوامل، ومنها:
- تركيز المواد المتفاعلة: كلما زاد التركيز، زادت سرعة التفاعل الكيميائي.
- درجة الحرارة: زيادة درجة الحرارة تؤدي إلى زيادة سرعة التفاعلات.
- الحالة الفيزيائية للمواد المتفاعلة: المواد المسحوقة تتفاعل بشكل أسرع من المواد الكتلية.
- مساحة السطح: كلما زادت مساحة سطح التفاعل، زادت سرعة التفاعل.
- المحفزات: مواد كيميائية تضاف لزيادة سرعة التفاعل، وقد تكون في شكل تركيز كيميائي أو مادة فيزيائية.
- الضوء: يلعب الضوء ب wavelength محددة دورًا في تسريع التفاعل الكيميائي.