التفاعل الكيميائي هو عملية تخضع فيها مجموعة من المواد لتغير كيميائي لتكوين مادة مختلفة.
أمثلة:
التفاعلات النووية ليست تفاعلات كيميائية. التفاعلات الكيميائية تشمل فقط إلكترونات الذرات؛ أما التفاعلات النووية فتشمل البروتونات والنيوترونات الموجودة في نوى الذرات.
ينص قانون حفظ الكتلة على أنه في التفاعل الكيميائي، فإن كتلة النواتج تساوي كتلة المتفاعلات. يضمن هذا المبدأ أن المعادلات الكيميائية يجب أن تكون متوازنة، بمعنى أن عدد كل نوع من الذرات على جانب المتفاعلات يجب أن يساوي العدد على جانب النواتج.
قد تظن أن التفاعلات الكيميائية تحدث فقط في المختبرات العلمية، لكنها في الواقع تحدث طوال الوقت في العالم اليومي. ففي كل مرة تأكل فيها، يستخدم جسمك تفاعلات كيميائية لتحليل طعامك إلى طاقة. ومن الأمثلة الأخرى صدأ المعادن، وحرق الأخشاب، والبطاريات التي تنتج الكهرباء، والتمثيل الضوئي في النباتات.
المتفاعلات والمواد المتفاعلة هي المواد المستخدمة لإحداث تفاعل كيميائي. المتفاعل هو أي مادة يتم استهلاكها أو استخدامها أثناء التفاعل. المواد المتفاعلة التي لا يتم استهلاكها عند انتهاء التفاعل تسمى الكواشف. المادة التي ينتجها التفاعل الكيميائي تسمى الناتج.
تتكون المعادلة الكيميائية من المتفاعلات والنواتج. المتفاعلات هي المواد التي تتفاعل مع بعضها البعض، وتوجد على الجانب الأيسر من المعادلة. النواتج هي المواد الجديدة المتكونة، وتقع على الجانب الأيمن. يفصل سهم (→) بين هذين الجانبين، مما يشير إلى اتجاه التفاعل.
على سبيل المثال، يمكن تمثيل احتراق الميثان على النحو التالي:
\(CH_4 + 2O_2 → CO_2 + 2H_2O\)
تظهر هذه المعادلة أن جزيء واحد من الميثان يتفاعل مع جزيئين من الأكسجين لإنتاج جزيء واحد من ثاني أكسيد الكربون وجزيئين من الماء.
لا تحدث جميع التفاعلات الكيميائية بنفس المعدل. فبعضها يحدث بسرعة كبيرة مثل الانفجارات، في حين أن بعضها الآخر قد يستغرق وقتًا طويلاً مثل صدأ المعدن. وتسمى السرعة التي تتحول بها المواد المتفاعلة إلى نواتج بمعدل التفاعل.
يمكن تغيير معدل التفاعل بإضافة طاقة مثل الحرارة أو ضوء الشمس أو الكهرباء. إن إضافة الطاقة إلى التفاعل يمكن أن تزيد من معدل التفاعل بشكل كبير. كما أن زيادة تركيز أو ضغط المواد المتفاعلة يمكن أن يؤدي إلى تسريع معدل التفاعل.
بعض التفاعلات تنتج طاقة، وهي تفاعلات طاردة للحرارة. وفي تفاعلات أخرى، يتم امتصاص الطاقة، وهي تفاعلات ماصة للحرارة.
هناك العديد من أنواع التفاعلات الكيميائية. وفيما يلي بعض الأمثلة:
في بعض الأحيان يتم استخدام مادة ثالثة في التفاعل الكيميائي لتسريع أو إبطاء التفاعل. يساعد المحفز في تسريع معدل التفاعل. على عكس الكواشف الأخرى في التفاعل، لا يستهلك التفاعل المحفز. يتم استخدام المثبط لإبطاء التفاعل.
