أمثلة توضيحية على ظاهرة التغير الكيميائي

التغيرات الكيميائية الملحوظة في الطبيعة

يعرف التغير الكيميائي بأنه التغير الذي يحدث في المواد ويؤدي إلى إعادة ترتيب الذرات والجزيئات، وينتج عنه مواد جديدة تختلف تماما في خصائصها عن المواد الأصلية. فيما يلي بعض الأمثلة على التغيرات الكيميائية الموجودة في الطبيعة:

مثال	التبرير
احتراق الخشب	تتضمن عملية الاحتراق تحويل الخشب إلى رماد وماء، مما يؤدي إلى انبعاث ثاني أكسيد الكربون (CO2)، ومواد مختلفة تمامًا عن الخشب، ولا يمكن استعادة المادة الأصلية بعد تحويلها.
تعفن الفاكهة	وتحدث عملية التعفن نتيجة تفاعلات إنزيمية تؤدي إلى إنتاج مواد جديدة تختلف جذريا عن الثمار الأصلية.
إنضاج الثمار	ويساهم غاز الإيثيلين في إحداث تغيرات في اللون والرائحة مع نضج الثمار، وهي مؤشرات على حدوث تغير كيميائي، حيث تتفاعل الإنزيمات داخل الثمرة لتصبح أكثر ليونة مع مرور الوقت.
احتراق الميثان	وينتج عن احتراق الميثان عن طريق التفاعل مع الأكسجين الماء وثاني أكسيد الكربون، وهي عملية تمثل تغيرًا كيميائيًا واضحًا.
عملية التمثيل الضوئي	تقوم النباتات بتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء، بوجود ضوء الشمس، إلى جلوكوز، فينتج عن ذلك مادة جديدة تختلف عن المواد الأصلية.
تتأكسد طبقة التفاح المكشوفة	وتظهر تغيرات اللون نتيجة التفاعل الأنزيمي مع الأكسجين، وهو مؤشر واضح على التغيرات الكيميائية.
التنفس	تنتج عملية التنفس ثاني أكسيد الكربون والماء، وتتضمن العملية إنتاج الحرارة، مما يدل على صعوبة إعادة المواد إلى حالتها الأصلية بعد التفاعل.
تكوين غاز الأوزون	ويتكون غاز الأوزون من تفاعل الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي مع الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس، ويختلف في خصائصه عن الأكسجين.
تكوين ثاني أكسيد الكربون	يتكون ثاني أكسيد الكربون نتيجة تفاعل الكربون الصلب مع الأكسجين، وله خصائص مختلفة عن المواد المتفاعلة.
تكوين المطر الحمضي	تتفاعل أكاسيد الكبريت الغازية مع الماء في الجو لتكوين حمض الكبريتيك، مما يدل على حدوث تغير كيميائي.

التغيرات الكيميائية في الحياة اليومية

لا تقتصر التفاعلات الكيميائية على المختبرات؛ تحدث بشكل متكرر في حياتنا اليومية. فيما يلي بعض الأمثلة على التغيرات الكيميائية اليومية:

مثال	التبرير
طبخ البيض	يؤدي طبخ البيض إلى تحول اللون الأبيض من الأبيض الصافي إلى الأبيض الغائم، مما يؤدي إلى تفاعلات كيميائية متعددة تنتج البروتين وتأثير الحرارة.
هضم الطعام في المعدة	تبدأ عملية الهضم عندما تقوم الإنزيمات بتفكيك الروابط بين جزيئات الطعام لتسهيل امتصاصها، مما يؤدي إلى تغيرات في تركيبة الطعام.
تحلل النفايات	تتحلل المواد العضوية الموجودة في النفايات، وتنتج غازات مثل ثاني أكسيد الكربون (CO2) والميثان (CH4).
ألعاب نارية	تظهر الألعاب النارية العديد من علامات التغير الكيميائي، مثل تغير اللون والصوت والحرارة والضوء.
فساد الحليب	يفسد الحليب نتيجة التفاعلات التي تحول سكر اللاكتوز إلى حمض اللاكتيك، مما ينتج عنه طعمًا حامضًا.
أشعل عود ثقاب	عند إشعال عود الثقاب يحدث تغير كيميائي يظهر من خلال إطلاق الغاز وارتفاع درجة الحرارة.
يصدأ الحديد	يتفاعل الماء والأكسجين مع الحديد لتكوين الصدأ الذي يظهر بلون وتركيب مختلف عن الحديد الأصلي.
خبز الكيك	تسبب حرارة الفرن تفاعلات كيميائية تمتص الحرارة، فتغير تركيبة الكيك تماما من مكونات العجين.
صناعة الصلب	يتم تصنيع الفولاذ عن طريق تفاعل الحديد مع الكربون، ولا يمكن إعادته إلى مكوناته الأصلية بعد تكوينه.
الكراميل	وتتطلب هذه العملية تسخين السكر للحصول على الكراميل، وهو مادة جديدة لا يمكن إعادتها إلى شكلها الأصلي.

تشكل التغيرات الكيميائية جزءًا كبيرًا من الطبيعة وحياتنا اليومية، وتأتي في مجموعة متنوعة من المظاهر. أحد الجوانب الحيوية لفهم التغير الكيميائي هو ظهور مواد جديدة تختلف في تركيبها عن المواد المتفاعلة. ويعتبر أيضًا من الصعب عكس التغير الكيميائي، مما يعني أنه لا يمكن استعادة المواد الأصلية بسهولة بعد تحويلها.

تجارب علمية في المختبر حول التغير الكيميائي

هناك العديد من التجارب الكيميائية الممتعة التي يمكن إجراؤها في المختبر، ومنها:

تجربة البالون

تظهر هذه التجربة دليلاً على حدوث تفاعل كيميائي يؤدي إلى نفخ البالون، ويمكن إجراؤها على النحو التالي:

الأدوات المطلوبة

هذه التجربة تتطلب:

• صودا الخبز.
• خل.
• زجاجة بلاستيكية فارغة.
• قمع.
• بالون.
• ملون طعام (اختياري).

خطوات التجربة

تجربتك تتم باتباع الخطوات التالية:

• ضع البالون أعلى القمع، وأدخل حوالي 1.5 ملعقة صغيرة من صودا الخبز في البالون.
• أضف حوالي 10 ملاعق كبيرة من الخل إلى القارورة.
• أضف بضع قطرات من ألوان الطعام إلى الخل، إذا كان ذلك متاحًا.
• قم بتثبيت فوهة البالون على عنق الزجاجة، مع الحرص على عدم تسرب الصودا إلى الزجاجة أثناء التثبيت.
• اترك طرف البالون الذي يحتوي على الصودا معلقًا بجوار الزجاجة لمنع انسكابها.
• ارفع البالون للسماح للصودا بالدخول إلى الزجاجة بينما تمسك الزجاجة بيدك.
• لاحظ أن البالون ينتفخ نتيجة إنتاج غاز ثاني أكسيد الكربون من تفاعل الخل مع صودا الخبز.
• بعد انتهاء التفاعل، يمكن استخدام دبوس لفرقع البالون وتفريغه من الهواء.

ملحوظة: من الدلائل على حدوث التغير الكيميائي في التجربة السابقة هو انطلاق الغاز.

تجربة مع التبييض وتلوين الطعام

يمكن إجراء هذه التجربة مع الأطفال لتوضيح التغيرات الكيميائية كما يلي:

الأدوات المطلوبة

هذه التجربة تتطلب:

• تلوين الطعام.
• ماء.
• مبيض منزلي .
• قطارة.
• وعاء زجاجي.

خطوات التجربة

ويتم تنفيذ التجربة من خلال الخطوات التالية:

• املأ الوعاء إلى منتصفه تقريبًا بالماء.
• أضف ألوان الطعام باستخدام القطارة.
• حرك السائل لتوزيع اللون.
• أضف مادة التبييض باستخدام قطارة إلى محلول الماء ولاحظ اختفاء اللون.
• كرر خطوة إضافة اللون بعد أن يختفي اللون تمامًا، ولاحظ طريقة انتشار اللون الجديد.

ملحوظة: من العلامات التي تدل على حدوث التفاعل الكيميائي في التجربة السابقة هو تغير اللون.

ويمكن تصنيف التغيرات إلى نوعين: كيميائية وفيزيائية، ولكل نوع دلالات خاصة. ويعد ظهور مواد جديدة بتركيبات مختلفة عن المواد الأصلية من أبرز علامات التغير الكيميائي، وهو أمر شائع في الطبيعة والحياة اليومية. يمكنك إجراء العديد من التجارب الكيميائية في المختبر لاستكشاف علامات التغير الكيميائي، مثل تجربة البالون الذي يؤدي إلى انطلاق الغاز، وتجربة المبيض وملون الطعام الذي يظهر ظهور لون جديد عند مادة كيميائية يحدث التغيير.