تحدث التفاعلات الكيميائية في كل مكان، في حين أننا في بعض الأحيان نربط التفاعلات الكيميائية مع البيئة المعقمة لأنبوب الاختبار والمختبر، إلا أنه في الواقع ، هناك عدد هائل للتحولات الغير مفهومة تقريبا من المواد الجديدة، وتغيرات الطاقة التي تحدث في عالمنا كل ثانية من كل يوم .

التفاعلات الكيميائية في الطبيعة

في الطبيعة ، يمكن أن تكون التفاعلات الكيميائية أقل تحكمًا بكثير مما قد تجده في المختبر ، وأحيانًا أكثر تشويشًا ، وتحدث عادةً ما إذا كنت تريدها أم لا، سواء كان حريق مستعر عبر الغابة ، أو عملية بطء صدأ الحديد في وجود الأكسجين والماء على مدى سنوات ، أو بالطريقة الدقيقة التي تنضج فيها الفاكهة على شجرة ، فعملية تحويل واحدة مجموعة من المواد الكيميائية (المواد المتفاعلة) إلى مجموعة أخرى من المواد (المنتجات) هي واحدة تعرف باسم التفاعل الكيميائي .

تاريخ التفاعلات الكيميائية

على الرغم من حدوث تفاعلات كيميائية على الأرض منذ بداية الوقت ، إلا أنه حتى القرن الثامن عشر بدأ الكيميائيون الأوائل يفهمونها، وقد عرفت عمليات مثل التخمر ، والتي يتم تحويل السكريات كيميائيا إلى الكحول ، لقرون، ومع ذلك ، لم يتم فهم الأساس الكيميائي للتفاعل، ما هي هذه التحولات وكيف تم التحكم بها؟ لا يمكن الإجابة عن هذه الأسئلة إلا عند حدوث التحول من الكيمياء إلى الكيمياء كعلم كمي وتجريبي .

وابتداءً من أوائل العصور الوسطى ، أصبح الفلاسفة الأوروبيون والفارسيون مفتونين بالطريقة التي بدت بها بعض المواد “تتحول” إلى أخرى، ويبدو أن الأحجار البسيطة ، مثل تلك التي تحتوي على الكبريت ، تحترق بطريقة سحرية، وتحولت المعادن بطريقة أخرى ، مثل خام الزنجفر يصبح الزئبق المعدني الفضي الساحر عند تسخينه، واعتمد الخيميائيون نهجهم على أفكار أرسطو بأن كل شيء في العالم كان يتألف من أربعة مواد أساسية – الهواء ، الأرض ، النار ، والماء .

أربعة عناصر أساسية

يعتقد أرسطو أن كل شيء في العالم كان يتألف من أربعة مواد أساسية – الهواء ، الأرض ، النار ، والماء، على هذا النحو ، اقترحوا ، والأجيال التي قاربت محاولة إثبات ذلك ، أن المعادن الأقل تكلفة مثل النحاس والزئبق يمكن أن تتحول إلى ذهب، على الرغم من النهج الخاطئ ، قام العديد من الكيميائيين في وقت مبكر بإجراء تجارب كيميائية مؤسسية – تحويل مادة إلى أخرى ، ومن الصعب الإشارة إلى تاريخ معين أو حدث معين مثل ميلاد فكرة تفاعل كيميائي مرتب وقابل للقياس، ومع ذلك ، هناك بعض اللحظات الهامة في التاريخ التي ساعدت على فهم التحولات الكيميائية .

لافوازييه وقانون حفظ الكتلة

كان أنطوان لافوازييه أحد النبلاء الفرنسيين في القرن الثامن عشر الميلادي، الذي بدأ بتجربة التفاعلات الكيميائية المختلفة، في ذلك الوقت ، لا يمكن وصف الكيمياء بأنها علم كمي حقيقي، ومعظم النظريات التي كانت موجودة لشرح الطريقة التي تغيرت بها المواد اعتمدت على الفلسفة اليونانية ، وكانت هناك تفاصيل تجريبية قليلة ثمينة مرتبطة بتلاعب الخيميائي .

ومع ذلك ، خلال النصف الثاني من القرن الثامن عشر ، قام لافوازييه بإجراء العديد من التجارب الكمية ، ولاحظ أنه في حين أن المواد تغيرت خلال تفاعل كيميائي ، فإن كتلة النظام – أو مقياس الكمية الكلية “للأشياء” الموجودة – لم تتغير، وفي القيام بذلك ، دافع لافوازييه فكرة الحفاظ على الكتلة أثناء التحولات ، وبعبارة أخرى ، على خلاف الخيميائيين الذين كانوا يعتقدون أنه كانوا ينتجون مادة من لا شيء ، اقترح لافوازييه أن المواد لا يتم إنشاؤها ولا تدميرها ، بل تغيير شكلها أثناء التفاعلات .

وقد نُشرت أفكار لافوازييه في العمل المنجز (Traité élémentaire de Chimie) عام 1789 (لافوازييه ، 1789) ، والذي تم الإشادة به على نطاق واسع باعتباره ولادة كيمياء حديثة كعلم كمي .