متعة الكيمياء، عشرة تفاعلات كيميائية ستدهشك!

تحدث في حياتنا آلاف من التفاعلات الكيميائية كل يوم؛ إذ تُعدُّ التفاعلات التي تُجريها النباتات في عملية التمثيل الضوئي وصدأ المعادن مع مرور الوقت وتفاعلات الاحتراق التي توفر لنا الحرارة والضوء من بين آلاف التفاعلات اليومية الأخرى، وتحدث التفاعلات الكيميائية عندما تتحول المواد المتفاعلة إلى موادَ جديدة تُدعَى النواتج عن طريق كسر الروابط وإنشائها بين الذرات الداخلة في التفاعل، وأحيانًا؛ تُبدي هذه التفاعلات بعض التأثيرات الغريبة؛ فلنتعرَّف معًا إلى 10 تفاعلات كيميائية مثيرة:

1) التفسخ (تفاعل الزئبق Hg مع الألمنيوم Al)

Disintegration

(Mercury Reacts with Aluminum)

عندما يصدأ الألمنيوم؛ فإنَّه يخلق طبقة أوكسيدية واقية تمنع ذرات الألمنيوم في الطبقة الأدنى من التعرض لتفاعل الصدأ أيضًا، ولكن عند إضافة الزئبق فإنَّه سيمنع تشكُّل هذه الطبقة الأوكسيدية؛ ممَّا يسمح باستمرار تفاعل الصدأ تفاعلًا خارجًا عن السيطرة؛ لكنَّ العملية ليست بالسرعة التي تظهرها الصورة أعلاه وإنَّما استغرقت قرابة ساعتين، ثم إن الصورة لا تُظهِر المرحلة الأخيرة حين ينفصل الصدأ ويشكِّل كومة حول قاعدة قطعة الألمنيوم.

2) ثعبان الفرعون (ثيوسيانات الزئبق (II) بتفاعلها مع الأوكسجين) Pharaoh's Serpent

(Mercury (II) Thiocyanate Reacts with Oxygen

التفاعل الذي يَظهر في الصورة أعلاه الملقب بـ (ثعبان الفرعون) كان في الواقع يُجرَى كثيرًا في الفصول الدراسية، وكان يُباع في المتاجر على أنه نوع من الألعاب النارية حتى أدرك الناس أنه سام إلى حد ما؛ فهو كما يبدو من اسمه يحتوي على مادة الزئبق السامة جدًا، وتوجد ثيوسيانات الزئبق (II) مادة صلبة بيضاء وتتمدد بالتسخين لتصبح مادة صلبة بنية اللون نتيجة لتحلل نيتريد الكربون، ثم تنتج ثاني أكسيد الكبريت وكبريتيد الزئبق أيضًا (II).

وفي الوقت الحاضر؛ إذا كنت ترغب في تفاعل ذي تأثير مماثل مع تجنب خطورة ملامسة الزئبق؛ فيمكنك إجراء تفاعل (الأفعى السوداء) عن طريق تسخين خليط من السكر وصودا الخبز في كوب.

3) قطع الحلوى المطاطية المتفجرة (تفاعل كلورات البوتاسيوم المُسخنة مع حلوى الجيلاتين المطاطية)

Explosive Gummi Bear

(Heated Potassium Chlorate Reacts with a Gummi Bear)

تُعدُّ كلورات البوتاسيوم عاملًا مؤكسِدًا قويًّا، وعندما تُسخَّن بلطف يحدث تفاعل تفكك وينتج كلوريد البوتاسيوم وكمية كبيرة من الأوكسجين، وهذا الأكسجين الزائد يكفي لإشعال قطعة حلوى جيلاتينية مطاطية إذا أسقطت في المحلول؛ ولذا ستنتِج الضوء والحرارة وثاني أكسيد الكربون والماء، والحرارة الناجمة عن اشتعال القطع الجيلاتينية تُسبب تَحفُّز استمرار تفاعل التفكك الأصلي لكلورات البوتاسيوم، والنتيجة هي تفاعل احتراق سريع للغاية!

4) إزاحة النحاس (تفاعل الحديد مع كبريتات النحاس) Copper Displacement

(Iron Reacts with Copper Sulfate)

عند إضافة الحديد إلى كبريتات النحاس يحدث تفاعل إزاحة وحيد؛ ففي الصورة أعلاه، وُضِعت قضبان الحديد في أنبوب اختبار يحتوي على محلول كبريتات النحاس الزرقاء، ولأنَّ الحديد أشدُّ نشاطًا كيميائيًّا من النحاس؛ فإنَّه سيزيح النحاس لتشكيل كبريتات الحديد، والنتيجة؟ سوف يترسب النحاس على قضبان الحديد ويتغير لون المحلول تزامنًا مع تحوُّله إلى كبريتات الحديد، وإذا أزلت النحاس من المحلول ووزنت القضبان من جديد ستكون النتيجة أن مقدار الخسارة في الحديد من القضبان هو الكمية نفسها التي تفاعلت لتشكيل كبريتات الحديد.

5) زجاجة النار (تفاعل كحول الآيزوبروبيل مع الأوكسجين) Fire Bottle

(Isopropyl Alcohol Reacts with Oxygen)

يُعرف التفاعل الذي يظهر في الصورة أعلاه بتفاعل (زجاجة النار) وهو في الواقع تفاعل كحول بتركيز 70% مع الحرارة؛ تُسكَب كمية قليلة جدًّا من الكحول في الزجاجة ثُم تُرجُّ الزجاجة جيدًا لخلطه مع الهواء، ثُم تُحوِّل العملية السابقة الكحول السائل إلى بخار، ويمكن بعد ذلك إشعاله من أعلى فتحة الزجاجة لينتج تفاعل الاحتراق الذي ترونه في الصورة، ويستمر تفاعل الاحتراق بالحركة نزولًا إلى قعر الزجاجة مُحدثًا صوت أزيز تزامنًا مع استهلاكه الأكسجين داخلها ويستمر حتى يستهلكه كاملًا وفي نهاية المطاف ينطفئ من تلقاء نفسه.

6) تشكيل ثلج فوري (تفاعل بولي أكريلات الصوديوم مع الماء) Instant Snow

(Sodium Polyacrylate Reacts with Water)

يُعدُّ بولي أكريلات الصوديوم بوليمر شديد الامتصاص للرطوبة يكون عادة في شكل مسحوق أبيض، وفي شكله المستقر ترتبط ذرات الصوديوم الموجودة في سلاسل البوليمر الطويلة الملفوفة المكتظة إلى ذرات الأكسجين، ولكن عند إضافة الماء ستنكسر الروابط وتتحرر أيونات الصوديوم فجأة لتصدم بعضها بعضًا؛ ولذا ستصبح سلاسل البوليمر مكشوفة؛ ممَّا يُحوُّلها إلى شبكة بوليمر تحبس الماء داخلها ويظهر الناتج مشابهًا إلى حد كبير للثلوج الاصطناعية وبارد الملمس.

7) البلمرة المتفجرة (تفاعل 4 نيتروآنالين مع حمض الكبريت بالحرارة) Explosive Polymerization

(4-Nitroanaline Reacts with Sulfuric Acid and Heat)

كلا! ما ترونه في الفنجان ليس قهوة .. ما هو؟ تعرَّفوا معنا إلى هذا التفاعل المذهل.

في سبعينيات القرن الماضي؛ درست ناسا التفاعل في الصورة أعلاه بعد أن رأت في استخدامه إمكانية للسيطرة على النيران المتفشية في سفن الفضاء، ويحدث تفاعل البلمرة المتفجرة عندما يتفاعل 4 نيتروأنالين ( 4nitroanaline) مع حمض الكبريتيك والحرارة وينتج ثاني أكسيد الكبريت والماء نتيجة ذلك ويتمدد لتشكيل رغوة منخفضة الكثافة ومقاومة للحرائق.

8) خرطوم الفيل (بيروكسيد الهيدروجين المحفَّز بمادة يوديد البوتاسيوم) Elephant's Toothpaste

(Hydrogen Peroxide Catalyzed by Potassium Iodide)

ويعرف بـ(تجربة حلوى الخطمي (المارشملو) أيضًا؛ في هذا التفاعل يُحفَّز أيون اليود المتحرر من يوديد البوتاسيوم تحلل بيروكسيد الهيدروجين ويتشكَّل غاز الأكسجين بسرعة، وفي الصورة أعلاه؛ أضيف الصابون وملوِِّن غذائي أيضًا؛ ممَّا حبس غاز الأكسجين في أثناء محاولته التحرر، والنتيجة تشكُّل رغوة على شكل ثعبان كبير تشبه خرطوم الفيل.

9) الثلج الجاف المضيء (تفاعل المغنيزيوم مع الثلج الجاف) Dry Ice Light

(Magnesium Reacts with Dry Ice)

عادةً ما تكون تفاعلات المغنيزيوم مع الأكسجين لتكوين أكسيد المغنيزيوم، ولكن في واقع الأمر يُعدُّ المغنيزيوم نشطًا كيميائيًّا لدرجة أنه قادر على الاحتراق مع ثاني أكسيد الكربون أيضًا؛ فإذا أدخلت المغنيزيوم إدخالًا محكمًا في الثلج الجاف - وهو ثاني أكسيد الكربون الصلب فقط (CO2) – فإنَّ ذلك سيفرض على المغنيزيوم التفاعل مع الأكسجين الموجود في ثاني أكسيد الكربون فقط، والنتيجة هي تفاعل إزاحة وحيد شديد القوة الذي يُنتِّج أكسيد المغنيزيوم والكربون وكثير من الحرارة والضوء.

10) تفاعل احتراق الصاروخ (تفاعل حمض النيتريك الدخاني مع قفازات مصنوعة من النتريل ) Rocket Combustion

(Fuming Nitric Acid Reacts with Nitrile Gloves)

يتشكَّل حمض النيتريك الدخاني عندما يكون تركيز حمض النيتريك أكثر من 70٪، ويُعدُّ حمض النيتريك الدخاني الأحمر مؤكسِدًا قويًّا للغاية ويتفاعل بسرعة كبيرة عندما يكون على تماس مع المركبات العضوية مثل الأسيتون؛ إضافة إلى ذلك، يُعدُّ بخاره عاملًا مسببًا للتآكل ويسبب حروقًا شديدة، وبالنظر إلى حمض النيتريك الدخاني على أنه عنصر رئيسي في أنواع معينة من وقود الصواريخ، فإنَّ لديه ميلًا لإنتاج التفاعلات الناشرة للحرارة، مثلًا؛ عندما يصبح على تماس مع القفازات المصنوعة من النتريل فإنَّه يسبب اشتعالها في الحال كما يظهر في الصورة المرفقة.

المصدر:

هنا

مصدر الصورة:

Breaking Bad AMC