از تغییرات شیمیایی و فواید آنها چه می دانید؟

تغییرات شیمیایی طی واکنش های شیمیایی برگشت ناپذیر رخ می دهند و شامل بازآرایی اتمهای یک یا چند ماده و تغییر در خصوصیات شیمیایی آنهاست که منجر به تشکیل حداقل یک ماده جدید می شود.

این تغییرات زمانی اتفاق می افتد که ماده ای با ماده دیگر ترکیب شود و یک ماده جدید تولید کند و یا ماده ای از طریق تجزیه شیمیایی به دو یا چند ماده مختلف تبدیل  شود. به این فرآیندها واکنش های شیمیایی برگشت ناپذیر می گویند.

برخی از واکنش ها گرما تولید می کنند و واکنش گرمازا نامیده می شوند و برخی دیگر ممکن است برای واکنش به گرما نیاز داشته باشند که به آنها واکنش های گرماگیر گفته می شود. درک تغییرات شیمیایی بخش عمده ای از علم شیمی است که در درس کلاس علوم پایه پنجم و هشتم به آن اشاره شده است. برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه با ما در نشریه جهان شیمی فیزیک همراه باشید

تغییرات شیمیایی و فیزیکی

تغییرات فیزیکی و شیمیایی در زندگی روزمره ما همیشه اتفاق می افتد. اما چگونه می توان تشخیص داد که مورد یا ماده ای دچار تغییر شیمیایی یا تغییر فیزیکی شده است.

در این  مورد باید گفت که تغییر در ماده به دو صورت انجام می شود تغییر فیزیکی و شیمیایی. همانطور که از نام آنها پیداست یک تغییر فیزیکی بر خصوصیات فیزیکی ماده تأثیر می گذارد  و یک تغییر شیمیایی بر خصوصیات شیمیایی تأثیر گذار است. بسیاری از تغییرات فیزیکی برگشت پذیر هستند (مانند گرمایش و سرمایش) ، در حالی که تغییرات شیمیایی اغلب غیرقابل برگشت هستند یا فقط با یک واکنش شیمیایی اضافی برگشت پذیر خواهند بود.

مثالی از یک تغییر شیمیایی واکنش بین سدیم و آب برای تولید هیدروکسید سدیم و هیدروژن است. طی این واکنش آنقدر انرژی آزاد می شود که گاز هیدروژن آزاد شده خود به خود در هوا می سوزد. این یک نمونه از تغییر شیمیایی است زیرا محصولات نهایی از نظر شیمیایی با مواد قبل از واکنش شیمیایی متفاوت هستند.

ساده ترین مثال در رابطه با تغییرات فیزیکی و شیمیایی فرآیند جویدن است. غذایی که توسط دندان های شما خرد می شود ، همان ساختار مولکولی را دارد که قبل از اولین لقمه شما دارد بنابراین جویدن باعث تغییر فیزیکی آن شده است. با این حال ، به محض برخورد بزاق با این تکه های غذا ، آنزیم ها شروع به تجزیه آن می کنند که این یک تغییر شیمیایی است. بسیاری از فرایندهای روزمره ، به ویژه عملکردهای بیولوژیکی شامل تغییرات فیزیکی و شیمیایی هستند.

تغییرات شیمیایی مفید در زندگی شامل پختن نان ، کیک و درست شدن ماست از شیر است و از تغییرات شیمیایی بدون دخالت انسان می توان به تغییر رنگ برگ ها در فصل پاییز ، رسیدن میوه ها اشاره کرد.

انواع تغییرات شیمیایی

تغییرات معدنی

در این واکنش های شیمیایی ترکیبات کربن دار وجود ندارد و انواع معمول آنها شامل خنثی سازی (مخلوط کردن یک اسید با یک باز، در نتیجه تولید آب و نمک) و واکنش های اکسیداسیون مانند احتراق است.

تغییرات آلی

شیمی آلی مربوط به شیمی کربن و عناصر حاوی این عنصر است. این ترکیبات شامل روغن معدنی و کلیه محصولات آن و بسیاری از تولیدات صنایع تولید دارو ،  شوینده ها ، مواد آرایشی ، سوخت و غیره است.

نمونه های معمول از این واکنش های شیمیایی آلی شامل کراکینگ هیدروکربن های سنگین در یک پالایشگاه نفت برای تولید بنزین از نفت خام است. واکنش های دیگر شامل متیلاسیون ، واکنشهای چگالشی ، پلیمریزاسیون ، هالوژناسیون و غیره هستند.

تغییرات بیوشیمیایی

این واکنش ها توسط پروتئین های پیچیده ای به نام آنزیم کنترل می شوند و توسط هورمون ها تعدیل و محدود می شوند. انواع معمول این تغییرات شامل فرآیندهای مربوط به فتوسنتز است  فرایندی که در آن دی اکسید کربن و آب توسط گیاهان به قندها و اکسیژن تبدیل می شوند.

تغییرات شیمیایی مضر کدامند؟

مضر یا مفید بودن تغییرات شیمیایی یک امر نسبی است به عنوان مثال پوسیدن میوه در منزل یک تغییر شیمیایی مضر است ولی پوسیدن میوه در طبیعت یک تغییر شیمیایی مفید محسوب می شود زیرا به پاکسازی طبیعت کمک می کند. همچنین زنگ زدن آهن در وسایل منزل یک تغییر شیمیایی مضر است زیرا باعث بدنما شدن وسایل شده و نیاز به تعمیر دارد. علاوه بر این تغییر رنگ ظروف نقره ای و یا فرش ، تجزیه آب توسط جریان الکتریسیته ، پیر شدن پوست ، پوسیدگی دندان یا کاغذ نیز جزء تغییرات مضر هستند.

تغییرات شیمیایی مفید در زندگی

مواد شیمیایی بلوک های اساسی ساختمان همه چیز هستند. تمام مواد غذایی از ترکیبات شیمیایی از جمله کربوهیدرات ها، ویتامین ها، چربی ها، پروتئین ها و فیبر ساخته شده اند که همگی بی خطر هستند و اغلب به عنوان مطلوب دیده می شوند.

مواد شیمیایی نقش بسزایی در تولید و نگهداری مواد غذایی دارند. مواد شیمیایی مورد استفاده در نگهداری مواد غذایی در تازه تر نگه داشتن غذا برای مدت طولانی تری مفید بوده اند. با استفاده از قوطی‌های افزودنی‌های غذایی، طعم‌ دهنده‌ها و مکمل‌های غذایی، می‌توان وعده‌های غذایی را بهتر و سیرکننده‌تر کرد.

نگهدارنده‌های غذا – عوامل نگهدارنده مواد غذایی رشد میکروبی را از فاسد شدن غذا متوقف می‌کنند. بیشترین استفاده از نگهدارنده ها عبارتند از بنزوات سدیم، شکر، روغن های گیاهی و نمک خوراکی.

آنتی اکسیدان ها – اینها از اکسید شدن غذا جلوگیری می کنند، که از بد شدن غذا جلوگیری می کند. به عنوان مثال، آنیزول هیدروکسیل بوتیله (BHA).

پاک کننده ها چیزهایی هستند که برای از بین بردن کثیفی، گرد و غبار، بوی بد، لکه ها و موارد دیگر از سطوح استفاده می کنیم. اینها موادی هستند که ما برای کاهش کشش سطحی استفاده می کنیم تا آب بتواند دقیقاً همانطور که در نظر گرفته شده عمل کند. تمیز کردن فقط با آب بی اثر است زیرا کشش سطحی مانع از عملکرد نیروهای منسجم می شود.

صابون ها و مواد شوینده دو ماده شیمیایی در زندگی روزمره هستند که اغلب از آنها استفاده می کنیم. فرآیند ساخت صابون اغلب شامل ترکیب یک قلیایی مایع (مانند هیدروکسید سدیم) با چربی های طبیعی یا اسیدهای چرب مشتق شده از گیاهان و حیوانات است. این عمل به عنوان صابون سازی نامیده می شود.

سورفکتانت ها یا عوامل فعال سطحی در صابون ها وجود دارند. آنها اساسا کشش سطحی آب را کاهش می دهند. سورفکتانت ها آب را قادر می سازند تا با اتصال به مولکول های آب در یک انتها، سطح را مرطوب کند. سورفکتانت ها در انتهای دیگر به روغن ها و کثیفی ها متصل می شوند. به طور کلی، آنها آب را قادر می سازند تا سطح را به طور موثرتری تمیز کند.