أنواع الطاقة الكيميائية
هي الطاقة المخزنة في الروابط الكيميائية بين الذرات داخل الجزيئات. تتشكل الطاقة عندما يحدث تفاعل كيميائي ، فيمكن أن تزداد الطاقة الكيميائية داخل الجزيء أو يمكن إطلاق تلك الطاقة في محيطها كشكل آخر من أشكال الطاقة (مثل الحرارة أو الضوء).وفي هذا المقال سنتحدث عن أنواع الطاقة الكيميائية و بعض التفاعلات الكيميائية
أنواع الطاقة التي تتكون منها الطاقة الكيميائية
تُعزى الطاقة الكيميائية ، في جزء كبير منها ، إلى :
- تفاعلات الكهرباء ويطلق عليها الطاقة الكامنة
- الطاقة الحركية من الإلكترونات التي تتحرك حولها.
- الطاقة النووية في المعنى من الطاقة التي تحدث في اتحاد جسيمات تحت ذرية ( البروتونات و النيوترونات ) من نواة الذرة .
1. الطاقة الكيميائية الكامنة
الطاقة الكيميائية الكامنة هي شكل من أشكال الطاقة الكامنة المتعلقة بالترتيب الهيكلي للذرات أو الجزيئات. يمكن أن يكون هذا الترتيب نتيجة الروابط الكيميائية بين الجزيئات.
تعتمد الطاقة الكيميائية الكامنة على الوضع المتبادل للجسيمات التي تتكون منها المادة. ترتبط قوة الروابط الكيميائية بالمسافة بين العناصر الكيميائية. أقوى الروابط هي تلك التي تحتوي على أقرب العناصر الكيميائية .
2. الطاقة الحركية
تنتج الطاقة الحركية والوضعية للذرات من حركة الإلكترونات. عندما تكون الإلكترونات متحمسة فإنها تتحرك إلى مدار طاقة أعلى بعيدًا عن الذرة. كلما كان المدار بعيدًا عن النواة ، زادت الطاقة الكامنة للإلكترون عند مستوى الطاقة هذا. عندما يعود الإلكترون إلى حالة طاقة منخفضة ، فإنه يطلق الطاقة الكامنة في شكل طاقة حركية.
3. الكيمياء النووية
تختص الكيمياء النووية بخصائص النوى الذرية والتغيرات التي تطرأ عليها ، على عكس الكيمياء التقليدية ، والتي تتضمن الخصائص والتغييرات المتعلقة بالبنية الإلكترونية للذرات والجزيئات.
تتعامل الكيمياء النووية مع دراسة الجوانب الكيميائية التالية:
- خصائص عناصر نهاية النظام الدوري (التي من الضروري الكشف عن الإشعاع النووي )
- الظواهر العيانية التي تنطوي على العمليات النووية.
- تطبيق تقنيات التحليل القائمة على الظواهر النووية في دراسة المشكلات العلمية في مختلف المجالات العلمية أو التقنية.
اقرأ ايضا : استخدامات الطاقة النووية
أمثلة على الطاقة الكيميائية
فيما يلي بعض الأمثلة على الطاقة الكيميائية:
- الطاقة النووية. في تفاعلات الانشطار أو الاندماج النووي ، يتم إنشاء تعديلات كيميائية في الذرات التي تسمح بالحصول على الطاقة في شكل حرارة .
- يطلق احتراق الوقود طاقة حرارية من خلال التفاعلات الكيميائية.
- الهضم عن طريق كائن حي. يتحول الطعام ، من خلال تفاعلات معينة في المعدة ، إلى طاقة كيميائية للجسم.
- في عملية التمثيل الضوئي التي تجري في النباتات . التمثيل الضوئي هو العملية التي تحول الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية.
- في البطاريات عند استخدام البطاريات ، يتم تحويل الطاقة الكيميائية مباشرة إلى طاقة كهربائية من خلال تفاعلات الأكسدة والاختزال الكهروكيميائية.
أنواع التفاعلات الكيميائية
هناك 5 أنواع من التفاعلات الكيميائية:
1. التحلل
يمكن تعريف تفاعل التحلل على أنه تفاعل كيميائي يتحلل فيه مادة متفاعلة واحدة إلى منتجين أو أكثر. أمثلة تفاعل التحلل:
- تحلل حمض الكربونيك في المشروبات الغازية ،
- التحليل الكهربائي للماء لإنتاج الهيدروجين والأكسجين.
2. الإزاحة الفردية
الإزاحة الفردية هو التفاعل الكيميائي حيث يحل محل عنصر واحد آخر في المجمع. يُعرف أيضًا باسم تفاعل الإزاحة الفردي .أمثلة على تفاعل الاستبدال الفردي:
- هناك سيناريوهان مختلفان لتفاعلات الاستبدال الفردي. في أحد أشكال التفاعل ، تحل إحدى الكاتيونات(الايونات الموجبة ) محل الأخرى.
- في الشكل الآخر من التفاعل ، يحل أنيون(الايونات السالبة ) واحد محل الآخر.
3. الإزاحة المزدوجة
يتم تبادل ذرات مادتين مع بعضهما البعض. مثال عن الازاحة المزدوجة :
- التفاعل بين نترات الفضة وكلوريد الصوديوم هو تفاعل إزاحة مزدوج. حيث تستبدل الفضة أيون النتريت بأيون كلوريد الصوديوم ، مما يتسبب في التقاط الصوديوم لأنيون النترات.
4. الاحتراق
يُعرَّف الاحتراق بأنه تفاعل كيميائي مؤكسد سريع ، وهو تفاعل مصحوب بإطلاق منخفض للطاقة على شكل حرارة وضوء. لكي تتم هذه العملية ، من الضروري وجود وقود وأكسدة وحرارة.
امثلة عن الاحتراق :
- شمعة في الشمعدان : في البداية ، يحدث التفاعل الكيميائي فقط في الشمعدان. بمجرد وصول اللهب إلى الشمع ، يحدث تفاعل أيضًا في الشمع.
- حرق الاخشاب : تتحد الهيدروكربونات الموجودة في الخشب مع الأكسجين لتكوين الماء وثاني أكسيد الكربون. هذا تفاعل نشط للغاية ، لذا فهو يولد كميات كبيرة من الحرارة والضوء لإطلاق تلك الطاقة.
5. التوليف
هي الطاقة التي تنطلق عندما تتكون مادة أكثر تعقيدًا من مادتين بسيطتين. أمثلة على تفاعلات التوليف:
- تفاعلات البلمرة
- التفاعلات المحفزة عضويًا
- التفاعلات المحفزة بالمعادن
- الكيمياء العضوية المعدنية
اقرأ ايضا : شرح التفاعلات الكيميائية