تفاعل احتراق الشمعة هو تفاعل ماص للطاقة

بالتأكيد العبارة خاطئة، حيث أن التفاعل الناتج عن احتراق الشمعة هو على وجه التحديد رد فعل على أحد المشتقات البترولية وهو الشمعة، وأي تفاعل لإحدى المواد الكربونية مع الأكسجين الموجود في الهواء الجوي، وينتج عن هذا التفاعل الماء وغاز ثاني أكسيد الكربون، مع إنتاج اللهب، مما ينتج عنه انبعاث الضوء والحرارة من الشمعة، بمعنى أكثر دقة، الحرارة الخارجة من الشمعة أثناء عملية الاحتراق – التفاعل يحدث – ينبعث منه الضوء والحرارة، لذلك فهو تفاعل طارد للحرارة، وليس ماصًا للحرارة.

تفاعل طارد للحرارة

يتم تعريف التفاعل الطارد للحرارة على أنه تفاعل مادة قابلة للاشتعال مع مادة أخرى، مما ينتج عنه مواد مؤكسدة، ويحدث هذا التفاعل نتيجة اتحاد ذرة أو مجموعة من ذرات غازات الأكسجين مع الهيدروجين والكربون. من الممكن رؤية ظهور اللهب والنار عند التفاعل، ويحدث هذا التفاعل في الغالب بشكل طبيعي عند حرق الغابات، والذي يحدث بسبب الزيادة الملحوظة في درجة الحرارة.

أنواع تفاعلات الاحتراق

التفاعلات الكيميائية التي تنتج عن عملية الاحتراق أو الأكسدة في المصطلح الكيميائي تنقسم إلى 4 أقسام رئيسية، وهذه التفاعلات كالتالي.

  • تفاعل الاحتراق غير الكامل هو نوع من التفاعل يحدث في وجود كمية قليلة جدًا من الأكسجين، أي لا يحدث تفاعل كامل، وأكسدة كاملة لجميع المواد المتفاعلة، بسبب نقص الأكسجين. تشارك في العملية الكيميائية.
  • تفاعل الاحتراق الكامل هو احتراق كامل للمادة، ودخول المادة المتضمنة في التفاعل مع الأكسجين إلى منتج الأكسدة الكامل. تحدث هذه العملية إذا توفرت كميات كبيرة من الأكسجين للمساعدة في إكمال عملية التفاعل بأكملها.
  • تفاعل الاحتراق التلقائي هو التفاعل الذي يحدث نتيجة عملية التسخين، ويحدث تلقائيًا نتيجة زيادة درجة حرارة المادة التي يتم تسخينها، فتبدأ المادة مباشرة في الدخول إلى مرحلة الأكسدة والاشتعال. حالما ترتفع درجة حرارتها.
  • تفاعل الاحتراق السريع ينتج عن هذا النوع من التفاعل إطلاق طاقة حرارية كبيرة على شكل لهب وضوء.

تعريف التفاعل الكيميائي

يحدث نتيجة كسر الروابط الكيميائية الموجودة بين جزيئات المواد المتفاعلة، بهدف إنتاج روابط جديدة في جزيئات المواد الناتجة عن التفاعل، مما يؤدي إلى إنتاج مواد جديدة مختلفة في المواد الكيميائية و الصفة الفيزيائية من المواد الداخلة في التفاعل، وتشمل التفاعلات الكيميائية تغيير ترتيب الذرات في الجزيئات الكيميائية، تلعب التفاعلات الكيميائية بشكل عام دورًا مهمًا وهامًا في عملية الاحتراق التي تحدث داخل جسم الكائن الحي، مما يساعده تنتج الطاقة التي تحتاجها للبقاء على قيد الحياة، 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 عدة أنواع، وتختلف هذه الأنواع من حيث المدخلات والمنتجات في عملية التفاعل، وفيما يلي بعض أنواع التفاعلات الكيميائية.

  • تفاعلات الأكسدة والاختزال.
  • تفاعلات النقابات.
  • تفاعلات التفكك.
  • ردود الفعل التعادل.
  • تفاعلات الاستبدال الفردي.
  • تفاعلات الاستبدال الثنائي.
  • تفاعلات الاحتراق.

سنحاول فيما يلي تقديم بعض المعلومات حول التفاعلات الكيميائية من جميع الأنواع.

تفاعلات الاحتراق

يحدث تفاعل الاحتراق مع مادة قابلة للاحتراق، وبشرط وجود عامل مؤكسد، ويجب أن يكون موجودًا لإعطاء التفاعل منتجًا مؤكسدًا. يشار إلى المادة المؤكسدة على أنها المادة الكيميائية التي يحتاجها الوقود من أجل حدوث عملية الاحتراق، وفي معظم الحالات، هذه المادة هي الأكسجين. أشهر مثال على عملية الاحتراق هو تفاعل احتراق معدن المغنيسيوم الذي ينتج أكسيد المغنيسيوم، بالإضافة إلى إطلاق كمية من الحرارة من هذه المعادلة. هذه المعادلة يرمز لها بالرمز التالي.

تفاعلات التفكك

يشار إلى تفاعل التفكك على أنه تفاعل كيميائي، يتم فيه تحليل مادة واحدة، وينتج عن التفاعل مادتين أو أكثر، ويحدث هذا التفاعل تحت تأثير بعض التغيرات في الطاقة، مثل الحرارة أو الضوء، أو المركب يتعرض للفصل الكهربائي، ومن أشهر الأمثلة على تفاعل التفكك تحلل كربونات الكالسيوم تحت تأثير الحرارة، وتتمثل هذه المعادلة الكيميائية بالمعادلة التالية.

ردود الفعل التعادل

يُعرف هذا النوع من التفاعل بالتفاعل الحمضي القاعدي، ويحدث هذا التفاعل بين حمض وقاعدة أو قاعدة، وينتج عن هذا التفاعل نوع من الملح، بالإضافة إلى الماء، بحيث يكون الرقم الهيدروجيني الكلي للمنتجات عندما يتفاعل حمض قوي مع مركب قلوي أو قد تصل قاعدة قوية إلى 7، مما يعني أن التفاعل محايد، وتزداد أهمية تفاعلات التعادل لأنه يشارك في العديد من العمليات البيولوجية، بالإضافة إلى دخوله في الكيمياء الصناعية .

  • يتم تضمين هذا النوع في العديد من الأنشطة اليومية مثل الطبخ والأدوية والصناعات مثل صناعة الأدوية وخاصة مضادات الحموضة.
  • من أشهر الأمثلة على تفاعلات التعادل هو التفاعل بين حمض الهيدروكلوريك المكثف وهيدروكسيد الصوديوم القلوي، والذي ينتج ملح الطعام وكلوريد الصوديوم والماء، ويُرمز إلى هذه العملية بالرمز الكيميائي التالي.

تفاعلات الاستبدال الفردي

يتم إجراء تفاعل الاستبدال الأحادي عن طريق إحداث عملية استبدال عنصر بعنصر مختلف داخل الهيكل المركب، لذلك تكون المواد المتفاعلة دائمًا عناصر نقية، مثل معدن الزنك النقي، أو غاز الهيدروجين، بالإضافة إلى مركب مائي، وعند حدوث تفاعل الاستبدال، يتم إنتاج مركب مائي جديد، مع ظهور عنصر نقي يختلف عن الداخل نتيجة التفاعل، ومن أشهر التفاعلات التي تنتمي إلى تفاعلات الاستبدال الفردي التفاعل. من نترات الفضة مع النحاس، والتي ينتج عنها عنصر الفضة النقية، مع نترات النحاس، ويرمز التفاعل بالرمز التالي.

تفاعلات الاستبدال الثنائي

تفاعل الاستبدال الثنائي – أو ما يسميه بعض الباحثين تفاعل هطول الأمطار – هو تفاعل بين مركبين، ويتم استبدال أيوناتهما، مما يؤدي إلى إنتاج مركبين جديدين تمامًا. بالنسبة للتفاعل عبارة عن كلوريد الفضة ونترات الصوديوم، يتم الإشارة إلى عملية التفاعل هذه بالرمز التالي.

تفاعلات النقابات

تفاعل الاتحاد هو أحد الأنواع المهمة للتفاعلات الكيميائية، وهو تفاعل كيميائي يتم فيه دمج مادتين أو أكثر، وينتج عن هذا الاتحاد تكوين مادة واحدة، وهو مركب يجمع بين المدخلات من التفاعل، ويحدث هذا التفاعل في ظروف فيزيائية محددة مسبقًا، وقد يحدث هذا التفاعل بين عنصر ومركب، أو حتى بين مركبين، ومن أشهر الأمثلة على تفاعل الاتحاد هو تفاعل تكوين الصوديوم كلوريد.

تفاعلات الأكسدة والاختزال

يعد تفاعل التأكيد والاختزال أحد أكثر التفاعلات شيوعًا وحيوية، حيث يدخل في الوظائف الأساسية للحياة، مثل عملية التمثيل الضوئي داخل النباتات، وعملية التنفس واحتراق الكائن الحي بشكل عام، وعملية التآكل أو الصدأ داخل المعادن، وهو أحد التفاعلات الكيميائية التي تعتمد على انتقال الإلكترونات، يحدث تفاعل الأكسدة والاختزال نتيجة للتغير في عدد جزيئات أو ذرات الأكسجين في المركب، عن طريق اكتساب أو فقدان الإلكترونات. .

  • تتكون تفاعلات الأكسدة والاختزال من جزأين أساسيين، نصف عملية التفاعل تتم في شكل أكسدة، وتحدث بقية العملية في عملية الاختزال، وهاتان العمليتان مترابطتان دائمًا. على عكس الجزء الذي تحدث فيه الأكسدة، يتناقص عدد الإلكترونات ويزداد عدد ذرات الأكسجين في المركب.
  • ولكن بشكل عام لا يوجد تغيير في العدد الذري أو العدد الإجمالي للإلكترونات في تفاعلات الأكسدة والاختزال، حيث يتم استعادة الإلكترونات التي فقدت في الأكسدة الجزء الآخر من التفاعل عن طريق الاختزال.