التفاعلات الكيميائية

التفاعلات الكيميائية

تحدث التفاعلات الكيميائية في كل مكان، ويربط كثيرون بين التفاعلات الكيميائية في كثير من الأحيان مع البيئة المعقمة في المختبر والمشاغل الكيميائية فقط، إلا أنه في الواقع هناك عدد هائل للتحولات الغير مفهومة تقريبا من المواد الجديدة، وتغيرات الطاقة التي تحدث في عالمنا كل ثانية وكل يوم.

التفاعلات الكيميائية في الطبيعة

من الممكن أن تكون التفاعلات الكيميائية في الطبيعة أقل تحكماً بكثير مما قد تجده في المختبر، وأحياناً أكثر تشويشاً، وتحدث عادة ما إذا كنت تريدها أم لا، أي أنها لا تخضع للإرادة والتحكم البشري، سواء كان حريق في الغابة، أو عملية صدأ الحديد في وجود الأكسجين والماء، أو الطريقة المعقدة الدقيقة التي تنضج فيها الفاكهة على الأشجار، فعملية تحويل واحدة مجموعة من المواد الكيميائية "المواد المتفاعلة" إلى مجموعة أخرى من المواد "النواتج" هي عملية تسمى بالتفاعل الكيميائي.

تاريخ التفاعلات الكيميائية

على الرغم من حدوث التفاعلات الكيميائية على الأرض منذ بداية الزمان، إلا أنه حتى القرن الثامن عشر بدأ الكيميائيون الأوائل بفهمها وتفسيرها، وقد عرفت عمليات مثل التخمر لقرون، وهي العملية التي يتم فيها تحويل السكريات كيميائيا إلى الكحول، ومع ذلك، لم يتم فهم الأساس الكيميائي للتفاعل، فلم يتعرف الكيميائيين ماهية هذه التحولات وكيف يتم التحكم بها، وفي الحقيقة أنه لا يمكن الإجابة عن هذه الأسئلة إلا عند حدوث التحول من الكيمياء إلى الكيمياء كعلم كمي وتجريبي.

وابتداء من أوائل العصور الوسطى، أصبح الفلاسفة الأوروبيون والفارسيون مفتونين بالطريقة التي تتحول فيها المواد إلى أخرى، كما يبدو أن الأحجار البسيطة تحترق بطريقة سحرية، وتحولت الى معادن بطريقة أخرى، مثل تلك التي تحتوي على الكبريت، واعتمد الكيميائيون نهجهم على أفكار أرسطو التي تقول بأن كل شيء في العالم كان يتألف من أربعة مواد أساسية: "الهواء، الأرض، النار، والماء".

أربعة عناصر أساسية

جاء في اعتقاد أرسطو أن كل شيء في العالم كان يتألف من أربعة مواد أساسية: "الهواء، الأرض، النار، والماء"، وعلى هذا النحو، اقترح العلماء وحاولوا عبر الأجيال إثبات ذلك، أن المعادن الأقل تكلفة مثل النحاس والزئبق يمكن أن تتحول إلى ذهب، على الرغم من النهج الخاطئ، قام العديد من الكيميائيين في وقت مبكر بإجراء تجارب كيميائية لتحويل مادة إلى أخرى، ومن الصعب الإشارة إلى تاريخ معين أو حدث معين مثل ميلاد فكرة تفاعل كيميائي مرتب وقابل للقياس، ومع ذلك، هناك بعض اللحظات الهامة في التاريخ التي ساعدت على فهم التحولات الكيميائية.

لافوازييه وقانون حفظ الكتلة

كان أنطوان لافوازييه أحد النبلاء الفرنسيين في القرن الثامن عشر الميلادي، الذي بدأ بتجربة التفاعلات الكيميائية المختلفة في ذلك الوقت، حيث امن بأنه لا يمكن وصف الكيمياء بأنها علم كمي حقيقي، ومعظم النظريات التي كانت موجودة لشرح الطريقة التي تتغير بها المواد من مادة لأخرى اعتمدت على الفلسفة اليونانية، وكانت هناك تفاصيل تجريبية قليلة قيمة وحقيقية مرتبطة بالتفاعل الكيميائي.

ومع ذلك، خلال النصف الثاني من القرن الثامن عشر، قام لافوازييه بإجراء العديد من التجارب الكمية، ولاحظ أنه في حين أن المواد تغيرت خلال تفاعل كيميائي، فإن كتلة النظام أو مقياس الكمية الكلية للأشياء الموجودة لم تتغير، وبناء على ذلك، دافع لافوازييه عن فكرة الحفاظ على الكتلة أثناء التحولات والتفاعلات، وبعبارة أخرى، على خلاف الكيميائيين الذين كانوا يعتقدون أنه كانوا ينتجون مادة من لا شيء، اقترح لافوازييه أن المواد لا يتم إنشاؤها ولا تدميرها، بل تغيير شكلها أثناء التفاعلات.

وقد نشرت أفكار لافوازييه في العمل المنجز (Traité élémentaire de Chimie) عام 1789 (لافوازييه، 1789)، والذي تم الإشادة به على نطاق واسع باعتباره ولادة كيمياء حديثة كعلم كمي.