Back to chapter

4.13:

تفاعلات التجميع والتفكّك

JoVE Core
Chemistry
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Chemistry
Synthesis and Decomposition Reactions

Languages

Share

بشكل عام،في التفاعل الكيميائي،تتفاعل الجزيئات عن طريق،كسر مجموعة واحدة من الروابط،وتشكيل مجموعة جديدة من الروابط. تفاعلات الأكسدة-الاختزال،هو نوع من التفاعل الكيميائي الذي يشمل نقل جزئى أو كامل للإلكترونات. في مثل هذه التفاعلات،يتأكسد أحد المتفاعلات ويتم اختزال الآخر،مع تغيير ملحوظ في حالات الأكسدة الخاصة بهم.العنصر المؤكسد،الذي فقد الإلكترونات يخضع لزيادة في حالة الأكسدة. بينما العنصر المختزل،الذي اكتسب الإلكترونات يخضع لانخفاض في حالة الأكسدة. من بين تفاعلات الأكسدة والاختزال الأكثر شيوعًا،تفاعلات التصنيع والتحلل.تخليق البروتينات من الأحماض الأمينية المختلفة،وهضم البروتينات إلى أحماض أمينية،هي أمثلة مهمة. تفاعلات التصنيع،أو التجميع تنطوي على تكوين روابط بين المتفاعلات لتخليق منتج واحد. قد تشتمل المواد المتفاعلة على عناصر فقط،عناصر ومركبات،أو مركبات فقط.ومن الأمثلة على ذلك مزج عنصري الهيدروجين والأكسجين لتوليد الماء إضافة أول أكسيد الكربون إلى الأكسجين الأولي لتكوين ثاني أكسيد الكربون ومزج أكسيد الكالسيوم والماء لتشكيل هيدروكسيد الكالسيوم. لاحظ أنه في جميع الحالات،تجمع عدد من المتفاعلات البسيطة لتكوين منتج واحد معقد. تفاعل التحلل هي علي العكس من التفاعل تخليقي.في تفاعلات التحلل،متفاعل معقد واحد يتحلل إلى منتجات أبسط،مثل العناصر،العناصر والمركبات،أو مجرد المركبات. تتطلب تفاعلات التحلل ادخال شكل من أشكال الطاقة. على سبيل المثال،تحت تأثير المجال الكهربائي،يتحلل الماء ليعطي الهيدروجين والأكسجين.في وجود ضوء الشمس،يتحلل بيروكسيد الهيدروجين إلى أكسجين وماء. وبالمثل،هيدروكسيد الكالسيوم،عند تسخينه،يتحلل إلى أكسيد الكالسيوم والماء.

4.13:

تفاعلات التجميع والتفكّك

التجميع والتفكك هما نوعان من تفاعلات الأكسدة والاختزال. إن التجميع يعني صنع شيء ما، في حين يعني التفكيك كسر شيء ما. ترافق التفاعلات تغيرات كيميائية وتغيرات في الطاقة.  

التفاعلات التجميعية

وتسمى التفاعلات التجميعية أيضًا التفاعلات التركيبية. وهو تفاعل تتحد فيه مادتان أو أكثر لتكوين مادة معقدة. يتم تمثيل التفاعلات التجميعية بصفة عامة كالتالي: A + B → AB or A + B → C. تكوين ثاني أكسيد النيتروجين هو تفاعل تجميعي: 2 NO (g) + O2 (g) → 2 NO2 (g).

في تفاعلات التجميع، يمكن أن تكون المواد المتفاعلة هي جميع العناصر (1)، أو مجموعة من عنصر ومركب (2)، أو جميع المركبات (3).

1) C (s) + O2 (g) → CO2 (g)    
2) 2 CO (g) + O2 (g) → 2 CO2 (g
3) 2 CaO (s) + 2 H2O (l) → 2 Ca(OH)2 (s)

ينتج التفاعل المركب بين المعدن واللا المعدن دائماً مادة صلبة أيونية. على سبيل المثال، إن تشكيل كلوريد الصوديوم أو ملح الطعام من الصوديوم والكلور هو تفاعل مركب: 2 Na (s) + Cl2 (g) → 2 NaCl (s).

وعادة ما يكون التفاعل التجميعي مصحوباً بانطلاق للطاقة. في المثال السابق لكلوريد الصوديوم، يتم إطلاق 787 كج من الطاقة الحرارية.  

تفاعلات التحلل

اكتشف العالم جوزيف بريستلي الأكسجين لأول مرة في عام 1774 عن طريق تدفئة أكسيد الزئبق بزجاج مشتعل. وكان التفاعل هو نتيجة للتفكيك. وكان بريستلي قد فكّك أكسيد الزئبق(2) بالحرارة إلى عناصره الأولية.  
يتم تمثيل التفاعل على النحو التالي: 2 HgO (s) → 2 Hg (l) + O2 (g)

تتضمن تفاعلات التفكيك تقسيم مادة أكثر تعقيداً إلى مادتين أصغر أو أكثر. وغالباً ما يتم تمثيل هذا التفاعل على النحو التالي: AB → A + B أو C → A + B. تحدث تفاعلات التفكيك في كل مكان. على سبيل المثال، إن هضم البروتينات والدهون والكربوهيدرات في غذائنا بمثابة تفاعل تفكيك مهم. ومن الأمثلة الأخرى تفكيك أزيد الصوديوم إلى غاز النيتروجين.  

يتم تمثيل التفاعل كالتالي: 2 NaN3 (s) → 2 Na (s) + 3 N2 (g)

في التفاعل أعلاه، على الرغم من أن المعامل 2 يشير إلى أن جزيئين من أزيد الصوديوم يتم تفكيكهما، إلا أنه لا يوجد سوى مادة متفاعلة واحدة. وبالتالي فإن هذا يشكل تفاعل تفكيك. وعلى غرار التفاعل التجميعي، في تفاعل التفكيك، يمكن أن تكون المنتجات التي تم تكوينها كل العناصر (1)، أو مجموعة من العناصر والمركبات (2)، أو جميع المركبات (3).

1)    2 Al2O3 (s) → 4 Al (s) + 3 O2 (g)
2)    2 KClO3 (s) → 2 KCl (s) + 3 O2 (g)
3)    NH4Cl (s) → NH3 (g) + HCl (g)