ومن الأمثلة على ذلك الصدأ الموجود على مسمار الحديد
الصدأ على الظفر الحديدي هو مثال على أحد أنواع التفاعلات الكيميائية التي تحدث على عنصر الحديد ، وهو أحد العناصر المهمة في الطبيعة ويتميز بأنه موصل جيد للكهرباء ، فضلاً عن كونه مادة جيدة. موصل للحرارة ، ويتم الاعتماد عليه في العديد من الصناعات منها الأبواب الحديدية ، والسيارات والعديد من الصناعات الأخرى ، سنشرح في نوع التفاعل الكيميائي ذلك.
الصدأ على الظفر الحديدي ينتج عن التفاعل الكيميائي الذي يحدث بين عنصر الحديد وما هو موجود في الهواء المحيط به من عنصر الأكسجين ، وعنصر الحديد ، من بين العناصر الكيميائية الأخرى ، يحمل الرمز Fe ، بالنسبة لموضعه في الجدول الكيميائي الدوري ، وهو في المجموعة الثامنة ، الفترة الرابعة ، وسنعرض في الفقرة التالية بعض المعلومات عن التغيرات الكيميائية التي تحدث في المواد المختلفة:
- التغيير الكيميائي هو حالة التغيرات التي تحدث في مادة ما ، مما يؤدي إلى حدوث بعض التغييرات من حيث خصائصها وكذلك من حيث شكلها.
- في حين أن ما قد يحدث للمادة من حيث التغيرات الفيزيائية على العكس من ذلك ، فإن ما يحدث للمادة من التغيير يقتصر فقط على شكلها دون أن يمتد إلى أي من خصائصها أو مكوناتها.
خصائص عنصر الحديد
يحمل الحديد الرقم الذري ، وهو من المعادن التي تستخدم في العديد من المجالات.
- الحديد جذاب مغناطيسيًا.
- الحديد هو أحد العناصر المتوفرة على نطاق واسع في البيئة البشرية ، نظرًا لكونه يمثل حوالي خمسة بالمائة من التركيب الكلي لقشرة الأرض.
كيف يتكون صدأ الحديد؟
يتشكل صدأ الحديد نتيجة تفاعل كيميائي يحدث بين الحديد والأكسجين الذي يتكون من الهواء المحيط. سنشرح في الفقرة التالية كيف يتكون الصدأ الحديدي:
- عندما يتفاعل كل من عنصر الحديد وعنصر الأكسجين الذي يتكون منه الهواء ، يحدث تغيير في شكل الحديد ، والذي يظهر على شكل لون أحمر ، في حالة وجود الماء فيه.
- أيضًا ، عندما يصدأ الحديد ، قد يتغير لونه ، ولكن ليس إلى اللون الأحمر ، ولكن إلى الأصفر أو البني ، وأحيانًا إلى الأخضر أو البرتقالي.
- وعليه فإن الحديد لا يصدأ إلا إذا كان حوله نسبة من الهواء الرطب وهو مناخ مناسب لتكوين الصدأ على الحديد.
- يمثل الحديد نوعًا من التآكل الذي يحدث على الجسم الحديدي ، والذي ينتج عن بعض التغيرات الكيميائية على الحديد.
- كما أنه ليس من المهم فقط أن يتشكل الصدأ لوجود الهواء ، ولكن يمكن أن يحدث هذا أيضًا في حالة وجود الماء ، حيث يتفاعل الماء مع غاز ثاني أكسيد الكربون في الهواء ، ومنه يتشكل الصدأ أيضًا على الحديد.
- ينتج عن هذا التفاعل أيضًا ضعف حمض الكربونيك ، وبعد اكتمال هذه العملية ، تبدأ حالة التحلل على الحديد ، ثم يبدأ الماء أيضًا في التحلل.
- عندما يتحلل الماء ، هناك نسبة مئوية من غازات الهيدروجين والأكسجين التي يتم إنتاجها لأنها تمثل المكونات الأساسية للماء. لذلك فإن المناخ مهيأ لعملية التفاعل بين الأكسجين والماء ، وأخيراً يذكر أنه عندما يتفاعل الأكسجين مع الحديد فإنه ينتج ما يسمى بصدأ الحديد أو أكسدة الحديد. .
طرق منع صدأ الحديد
لا تعتبر حالة الصدأ الذي يحدث على الحديد حالة لا علاج لها أو طرق يمكن اتباعها لمنع حدوث هذا الأمر ، ولمن يريد معرفة كيفية عرض الخطوات التالية:
- هناك العديد من الطرق التي يمكن اتباعها لحماية الحديد من الصدأ ، وربما من بين تلك الطرق التزييت ، حيث يتم استخدام بعض الزيوت والمواد التي يتم من خلالها تزييت الأشياء والأماكن التي قد تكون صدئة أو أكالة.
- يمكن استخدام مواد الطلاء لأنواع مختلفة من المعادن التي قد تكون صدئة ، بحيث لا تتعرض لأي حالة من التفاعلات الكيميائية التي قد تنتج عن الظروف البيئية المحيطة بتلك المادة.
- كما أن هناك طريقة يمكن استخدامها لحماية الحديد من الصدأ وهي الخدش ولكنها من الطرق التي تستخدم في كل ما هو غير جيد.
- يمكن استخدام عملية تعرف باسم الحماية الكاثودية للحديد ، مما يعني أن عنصر الحديد يعتبر كاثود ، ومن ثم يتم استخدام نوع آخر من المعدن كأنود ، وتتم هذه الطريقة بوضع هذا المعدن في مكان قريب من الحديد.
- يمكن أيضًا حماية الحديد من خلال عملية تعرف باسم الجلفنة ، والتي تتم عن طريق طلاء الحديد بنوع آخر من المعدن.
يتم استدعاء المواد التي كانت موجودة قبل حدوث تغيير كيميائي
التغيير الكيميائي هو حالة التغيير التي تحدث لواحد أو أكثر من المواد ويؤدي حدوثها إلى تغيير في تلك المادة ، وبالتالي يمكن الحصول على مادة جديدة أو أكثر من مادة من فئة جديدة ، مثل تعطي المواد الجديدة ما تمتلكه من خصائص ، لكنها تختلف عن المادة الأساسية ، وهناك العديد من الأمثلة التي يمكن طرحها على التغيير الكيميائي ، بما في ذلك صدأ الحديد ، والتحليل الكهربائي للماء ، أو انتهاء العمر الافتراضي للحليب ، والاحتراق من الفحم وغيره. تُعرف المواد التي كانت موجودة قبل حدوث حالة التغيير الكيميائي باسم (المواد). تتفاعل).
مثال على تفاعل كيميائي ممتص للطاقة
التفاعلات الماصّة للحرارة هي تلك التفاعلات التي تحتاج إلى تفكيك روابط المتفاعلات ، أو المواد المتضمنة في التفاعل إلى قدر كبير من الطاقة التي تمتلكها المواد الناتجة عن التفاعل.
وبالتالي ، فإن تدفق التفاعل واكتماله يحتاجان إلى حرارة يتم الحصول عليها من الخارج ، وهذا هو سبب تسميته بالتفاعل الماص للحرارة ، حيث أن التفاعل لن يحدث أو يستمر إذا لم يتم إعطاؤه تلك الحرارة ، وقد يكون التفاعل تحدث عن طريق امتصاص الحرارة مما يحيط بها. الأمر من الوسط الذي يتواجد فيه.
تتضمن أمثلة التفاعلات الماصة للحرارة الشائعة تمرير بخار الماء على أحد الأسطح التي يوجد عليها الفحم ، والذي ينتج عنه أول أكسيد الكربون وغاز الهيدروجين ، وأخيراً يذكر أن التفاعل الماص للحرارة هو عكس التفاعل المنتج للحرارة ، والذي يتم تمثيله عن طريق حرق الخشب بغاز الأكسجين المتوفر في الهواء.
الفرق بين التغيرات الكيميائية والفيزيائية
سبق وشرحنا ما هو المقصود بالتغيير الكيميائي الذي يحدث للمواد المختلفة ، وهناك نوع آخر من التغييرات التي تحدث للمادة تسمى التغيير الفيزيائي ، وهذا يعني ما يحدث لحالة المادة من حيث التغيير ، ولكن ذلك هو يقتصر على شكله الخارجي وشكله فقط ، دون تضمين خصائصه وتكوينه الداخلي ، وعادة ما يكون حدوث هذا التغيير مرتبطًا بالتغير في درجة الحرارة. من أمثلة التغيرات الفيزيائية ذوبان الملح في الماء ، أو تبخر الماء ، أو تكسير الزجاج. لذلك توجد فروق كثيرة بين التغيرات الفيزيائية والتغيرات الكيميائية للمادة ، ولعل أبرز تلك الاختلافات ما يلي:
- ينتج عن التغيير الكيميائي تكوين مادة جديدة ، وغالبًا ما يكون تغييرًا دائمًا ينتج عنه تكوين وكسر روابط جديدة لتكوين مركبات جديدة أخرى ، في حين أن التغييرات الفيزيائية لا تؤدي إلى تغيير في كتلة المادة. مادة أو خصائص جزيئاتها الداخلية. والسائل إلى الغازي والعكس صحيح.
- تؤثر التغييرات الكيميائية على كل من الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمادة ، بينما تؤثر التغييرات الفيزيائية فقط على الخصائص الفيزيائية للمواد مثل الشكل واللون والحجم.
- تنتج التغييرات الكيميائية دائمًا مواد جديدة ، وتعيد الجزيئات والذرات ترتيب نفسها لتشكيل مركب جديد. بالنسبة للتغيرات الفيزيائية ، لا تتشكل مواد جديدة ، مما يشير إلى أن الذرات والجزيئات المرتبة بنفس الطريقة مع المواد التي تم إنتاجها تظل كما كانت في المواد المتفاعلة.
كانت هذه أهم المعلومات حول إجابة سؤال تكوين الصدأ على الظفر الحديدي كمثال للتغيرات الكيميائية ، حيث قدمنا مفهوم التغيرات الكيميائية ، والفرق بينها وبين التغيرات الفيزيائية ، بالإضافة إلى ما قدمنا الفرق بين نوعي التغيرات التي قد تحدث للمواد سواء كانت كيميائية أو فيزيائية.