Od početka vremena ljudi su bili zainteresirani za sastav, strukturu i interakciju svega što ih okružuje. Ovo znanje spojeno je u jednu znanost - kemiju. U članku ćemo razmotriti što je to, dijelove kemije i potrebu za proučavanjem.
Što je kemija i zašto je proučavati?
Kemija je jedno od nekoliko područja prirodnih znanosti, znanosti o tvarima. Ona studira:
- struktura i sastav tvari;
- svojstva elemenata svijeta;
- transformacije tvari koje ovise o njihovim svojstvima;
- promjene u sastavu tvari tijekom kemijske reakcije;
- zakoni i obrasci promjena u tvarima.
Kemija razmatra sve elemente u smislu atomskog i molekularnog sastava. Usko je povezana s biologijom i fizikom. Postoje i mnoga područja znanosti koja su granična, odnosno proučavaju ih, primjerice, i kemija i fizika. To uključuje: biokemiju, kvantnu kemiju, kemijsku fiziku, geokemiju, fizikalnu kemiju i druge.
Glavne grane kemije u literaturi su:
- Organska kemija.
- Anorganskikemija.
- Biokemija.
- Fizikalna kemija.
- Analitička kemija.
Organska kemija
Kemija se može klasificirati prema proučavanim tvarima u:
- anorganski;
- organski.
Prvo područje proučavanja bit će razmatrano u sljedećem paragrafu. Zašto je organska kemija izdvojena kao poseban odjeljak? Budući da se bavi proučavanjem ugljikovih spojeva i tvari u koje je uključen. Danas je poznato oko 8 milijuna takvih spojeva.
Ugljik se može kombinirati s većinom elemenata, ali najčešće stupa u interakciju s:
- kisik;
- ugljik;
- dušik;
- siva;
- mangan;
- kalij.
Također, element se odlikuje svojom sposobnošću formiranja dugih lanaca. Takve veze osiguravaju razne organske spojeve koji su važni za postojanje živog organizma.
Ciljevi i metode praćeni predmetom organske kemije:
- izolacija pojedinih pojedinačnih i posebnih tvari iz biljnih i živih organizama, kao i iz fosilnih sirovina.
- pročišćavanje i sinteza spojeva tvari;
- određivanje strukture materije u prirodi;
- proučavanje tijeka kemijske reakcije, njezinih mehanizama, značajki i rezultata;
- određivanje odnosa i ovisnosti između strukture organske tvari i njezinih svojstava.
Teme organske kemije uključuju:
- Kemija polimera ili kemija makromolekularnih spojeva. Područje znanosti kojebavi se proučavanjem kemijskih i fizikalno-kemijskih svojstava polimera i početnih reagensa koji se koriste za njihovo dobivanje.
- Farmakologija. Grana znanosti koja proučava ljekovite tvari i njihov učinak na ljudski organizam.
Anorganska kemija
Odsjek anorganske kemije bavi se proučavanjem sastava, strukture i interakcija svih tvari koje ne sadrže ugljik. Danas postoji više od 400 tisuća anorganskih tvari. Zahvaljujući ovom dijelu znanosti, osigurava se stvaranje materijala za modernu tehnologiju.
Istraživanje i proučavanje tvari anorganske kemije temelji se na periodičnom zakonu, kao i na periodnom sustavu D. I. Mendeljejeva. Znanstvene studije:
- jednostavne tvari (metali i nemetali);
- složene tvari (oksidi, soli, kiseline, nitriti, hidridi i drugi).
Problemi znanosti:
- pretraga i razvoj načina za stvaranje novih materijala koji će imati potrebna svojstva;
- proučavanje odnosa između strukture sposobnosti reagiranja s drugim elementima;
- razvoj i unapređenje tehnologija za pročišćavanje smjesa;
- tražite nove metode sintetiziranja elemenata.
Fizikalna kemija
Fizička kemija je najopsežnija grana kemije. Bavi se proučavanjem općih zakonitosti strukture, strukture i transformacija tvari primjenom metoda fizike. Za to, teorijski ieksperimentalne.
Fizikalna kemija uključuje znanje o:
- struktura molekula;
- kemijska termodinamika;
- kemijska kinetika;
- kataliza.
Odjeljci fizičke kemije su sljedeći:
- Elektrokemija - proučavanje procesa u vodičima.
- Fotokemija je proučavanje kemijskih transformacija pod utjecajem svjetlosti.
- Fizikalna kemija površinskih pojava.
- Hemija zračenja - proučavanje procesa uzrokovanih djelovanjem ionizirajućeg zračenja;
- Koloidna kemija - proučavanje sustava i fenomena koji se javljaju na sučelju.
- Kvantna kemija je proučavanje strukture, svojstava, reakcija tvari na temelju kvantne mehanike.
- Kristalokemija - znanost o kristalnim strukturama;
- Termokemija je grana kemije koja proučava termoreakcije, odnos fizikalno-kemijskih parametara.
- Nauk o strukturi atoma.
- Podučavanje o koroziji (oksidaciji) metala.
- Kemijska kinetika - proučavanje kemijskih reakcija ovisno o vanjskim uvjetima.
- Doktrina rješenja.
- Nuklearna kemija - bavi se proučavanjem nuklearnih reakcija i procesa koji se u njima odvijaju.
- Zvučna kemija je proučavanje učinaka koji se javljaju kada su izloženi snažnim akustičnim valovima.
Analitička kemija
Analitička kemija je grana kemije koja razvija teorijsku osnovu kemijske analize. Znanost razvija metode za identificiranje, odvajanje, otkrivanjei određivanje kemijskih spojeva i određivanje kemijskog sastava materijala.
Analitička kemija se može klasificirati ovisno o zadacima koje treba riješiti u:
- Kvalitativna analiza - utvrđuje koje se tvari nalaze u uzorku, njihov oblik i bit.
- Kvantitativna analiza - određuje sadržaj (koncentraciju) komponenti u ispitnom uzorku.
Ako želite analizirati nepoznati uzorak, prvo se primjenjuje kvalitativna analiza, a zatim kvantitativna. Izvode se kemijskim, instrumentalnim i biološkim metodama.
biokemija
Biokemija je grana kemije koja proučava kemijski sastav živih stanica i organizama, kao i osnovne kemijske procese njihovog života. Znanost je prilično mlada i nalazi se na raskrižju biologije i kemije.
Biokemija se bavi proučavanjem takvih spojeva:
- ugljikohidrati;
- lipidi;
- proteini;
- nukleinske kiseline.
Sekcije biokemije:
- Statička biokemija - proučava kemijski sastav organizama i strukturu njihovih molekula (proteini, aminokiseline, nukleinske kiseline, lipidi, vitamini i ostalo).
- Funkcionalna biokemija - proučava osnovne kemijske reakcije koje se događaju tijekom funkcioniranja organa i sustava u tijelu.
- Dinamička biokemija proučava kemijske reakcije koje se događaju tijekom metabolizma.
Kemijska tehnologija
Kemijskatehnologija je grana kemije koja proučava ekonomične i ekološki prihvatljive metode obrade prirodnih materijala za njihovu potrošnju i upotrebu u proizvodnji.
Znanost je podijeljena na:
- Organska kemijska tehnologija, koja se bavi preradom fosilnih goriva, proizvodnjom sintetičkih polimera, lijekova i drugih tvari.
- Anorganska kemijska tehnologija, koja se bavi preradom mineralnih sirovina (osim metalne rude), proizvodnjom kiselina, mineralnih gnojiva i lužina.
U kemijskom inženjerstvu postoje mnogi procesi (serijski ili kontinuirani). Podijeljeni su u glavne grupe:
- hidromehanički:
- kemijska;
- mehanički;
- masovni prijenos;
- termalno.
Zanimljivo znati kemiju (činjenice)
Tjek određenih kemijskih procesa i svojstva određenih tvari neuobičajeni su za ljude.
Evo nekih od njih:
- Galij. Ovo je zanimljiv materijal koji se topi na sobnoj temperaturi. Izgleda kao aluminij. Ako se žlica galija umoči u tekućinu na temperaturi iznad 28 stupnjeva Celzija, otopit će se i izgubiti oblik.
- molibden. Ovaj materijal je otkriven tijekom Prvog svjetskog rata. Studije njegovih svojstava pokazale su visoku čvrstoću tvari. Kasnije je od njega napravljen legendarni top Big Bertha. Njena cijev nije bila deformirana od pregrijavanja prilikom pucanja,što je olakšalo korištenje pištolja.
- Voda. Poznato je da se čista voda H2O ne pojavljuje u prirodi. Zbog svojih svojstava upija sve što mu se nađe na putu. Stoga se istinski čista tekućina može dobiti samo u laboratoriju.
- Također, poznato je još jedno posebno svojstvo vode - njezina reakcija na promjene u okolnom svijetu. Istraživanja su pokazala da voda iz jednog izvora pod različitim utjecajima (magnetskim, uz uključenu glazbu, pored ljudi) mijenja svoju strukturu.
- Merkaptan. Riječ je o spoju slatkog, gorkog i kiselog okusa koji je otkriven nakon istraživanja grejpa. Utvrđeno je da osoba primjećuje ovaj okus u koncentraciji od 0,02 ng / l. Odnosno, dovoljno je dodati 2 mg merkaptana za volumen vode od 100 tisuća tona.
Može se reći da je kemija sastavni dio znanstvenog znanja čovječanstva. Zanimljiva je i svestrana. Zahvaljujući kemiji ljudi imaju priliku koristiti mnoge predmete modernog svijeta.
