Od začetka ljudi zanima sestava, struktura in interakcija vsega, kar jih obdaja. To znanje je združeno v eno samo znanost – kemijo. V članku bomo obravnavali, kaj je, oddelke kemije in potrebo po preučevanju.
Kaj je kemija in zakaj jo študirati?
Kemija je eno od več področij naravoslovja, znanosti o snoveh. Študira:
- struktura in sestava snovi;
- lastnosti elementov sveta;
- transformacije snovi, ki so odvisne od njihovih lastnosti;
- spremembe v sestavi snovi med kemično reakcijo;
- zakoni in vzorci sprememb snovi.
Kemija obravnava vse elemente glede na atomsko in molekularno sestavo. Tesno je povezana z biologijo in fiziko. Veliko je tudi področij znanosti, ki so mejna, torej jih preučujeta na primer tako kemija kot fizika. Sem spadajo: biokemija, kvantna kemija, kemijska fizika, geokemija, fizikalna kemija in drugo.
Glavne veje kemije v literaturi so:
- Organska kemija.
- anorganskokemija.
- biokemija.
- Fizikalna kemija.
- Analitična kemija.
Organska kemija
Kemijo lahko glede na preučene snovi razvrstimo v:
- anorgansko;
- organsko.
Prvo področje študija bo obravnavano v naslednjem odstavku. Zakaj je bila organska kemija izpostavljena kot ločeno področje? Ker se ukvarja s preučevanjem ogljikovih spojin in snovi, v katere je vključen. Danes je znanih približno 8 milijonov takšnih spojin.
Ogljik se lahko kombinira z večino elementov, vendar najpogosteje sodeluje z:
- kisik;
- ogljik;
- dušik;
- siva;
- mangan;
- kalij.
Element odlikuje tudi sposobnost oblikovanja dolgih verig. Takšne vezi zagotavljajo različne organske spojine, ki so pomembne za obstoj živega organizma.
Cilji in metode, ki jim sledi predmet organska kemija:
- izolacija posameznih posameznih in posebnih snovi iz rastlinskih in živih organizmov ter iz fosilnih surovin.
- prečiščevanje in sinteza spojin snovi;
- določanje strukture snovi v naravi;
- preučevanje poteka kemične reakcije, njenih mehanizmov, značilnosti in rezultatov;
- določanje razmerij in odvisnosti med strukturo organske snovi in njenimi lastnostmi.
Teme organske kemije vključujejo:
- Kemija polimerov ali kemija makromolekularnih spojin. Področje znanosti, kise ukvarja s preučevanjem kemičnih in fizikalno-kemijskih lastnosti polimerov ter izhodnih reagentov, ki se uporabljajo za njihovo pridobivanje.
- Farmakologija. Veja znanosti, ki preučuje zdravilne snovi in njihov vpliv na človeško telo.
Anorganska kemija
Oddelek o anorganski kemiji se ukvarja s preučevanjem sestave, strukture in interakcij vseh snovi, ki ne vsebujejo ogljika. Danes obstaja več kot 400 tisoč anorganskih snovi. Zahvaljujoč temu oddelku znanosti je zagotovljeno ustvarjanje materialov za sodobno tehnologijo.
Raziskave in preučevanje snovi anorganske kemije temeljijo na periodičnem zakonu, pa tudi na periodnem sistemu D. I. Mendelejeva. Znanstvene študije:
- preproste snovi (kovine in nekovine);
- kompleksne snovi (oksidi, soli, kisline, nitriti, hidridi in drugi).
Problemi znanosti:
- iskanje in razvoj načinov za ustvarjanje novih materialov, ki bodo imeli potrebne lastnosti;
- študija razmerja med strukturo sposobnosti reagiranja z drugimi elementi;
- razvoj in izboljšanje tehnologij za čiščenje mešanic;
- išči nove metode sintetiziranja elementov.
fizikalna kemija
Fizikalna kemija je najobsežnejša veja kemije. Ukvarja se s preučevanjem splošnih zakonitosti zgradbe, strukture in transformacij snovi s pomočjo fizikalnih metod. Za to teoretično ineksperimentalne.
Fizikalna kemija vključuje znanje o:
- struktura molekul;
- kemijska termodinamika;
- kemična kinetika;
- kataliza.
Oddelki fizikalne kemije so naslednji:
- Elektrokemija - študij procesov v prevodnikih.
- Fotokemija je študij kemijskih transformacij pod vplivom svetlobe.
- Fizikalna kemija površinskih pojavov.
- Radicijska kemija - preučevanje procesov, ki jih povzroča delovanje ionizirajočega sevanja;
- Koloidna kemija - preučevanje sistemov in pojavov, ki se pojavljajo na vmesniku.
- Kvantna kemija je študij strukture, lastnosti, reakcij snovi, ki temelji na kvantni mehaniki.
- Kristalokemija - znanost o kristalnih strukturah;
- Termokemija je veja kemije, ki preučuje termoreakcije, razmerje fizikalno-kemijskih parametrov.
- Nauk o strukturi atoma.
- Poučevanje o koroziji (oksidaciji) kovin.
- Kemična kinetika - preučevanje kemičnih reakcij glede na zunanje pogoje.
- Nauk o rešitvah.
- Nuklearna kemija - ukvarja se s preučevanjem jedrskih reakcij in procesov, ki se v njih odvijajo.
- Zvočna kemija je preučevanje učinkov, ki se pojavijo pri izpostavljenosti močnim akustičnim valovom.
analitična kemija
Analitična kemija je veja kemije, ki razvija teoretično osnovo kemijske analize. Znanost razvija metode za prepoznavanje, ločevanje, odkrivanjein določanje kemičnih spojin ter določanje kemične sestave materialov.
Analitično kemijo lahko glede na naloge, ki jih je treba rešiti, razvrstimo v:
- Kvalitativna analiza - ugotavlja, katere snovi so v vzorcu, njihova oblika in bistvo.
- Kvantitativna analiza - določa vsebnost (koncentracijo) komponent v testnem vzorcu.
Če želite analizirati neznan vzorec, se najprej uporabi kvalitativna analiza, nato pa kvantitativna. Izvajajo se s kemičnimi, instrumentalnimi in biološkimi metodami.
biokemija
Biokemija je veja kemije, ki proučuje kemično sestavo živih celic in organizmov ter osnovne kemične procese njihovega življenja. Znanost je precej mlada in je na stičišču biologije in kemije.
Biokemija se ukvarja s preučevanjem takšnih spojin:
- ogljikovi hidrati;
- lipidi;
- proteini;
- nukleinske kisline.
oddelki za biokemijo:
- Statična biokemija - preučuje kemično sestavo organizmov in strukturo njihovih molekul (beljakovine, aminokisline, nukleinske kisline, lipidi, vitamini in drugo).
- Funkcionalna biokemija - preučuje osnovne kemične reakcije, ki nastanejo med delovanjem organov in sistemov v telesu.
- Dinamična biokemija preučuje kemične reakcije, ki se pojavijo med presnovo.
Kemična tehnologija
Kemičnatehnologija je veja kemije, ki preučuje ekonomične in okolju prijazne metode predelave naravnih materialov za njihovo porabo in uporabo v proizvodnji.
Znanost je razdeljena na:
- Organska kemična tehnologija, ki se ukvarja s predelavo fosilnih goriv, proizvodnjo sintetičnih polimerov, zdravil in drugih snovi.
- Anorganska kemična tehnologija, ki se ukvarja s predelavo mineralnih surovin (razen kovinske rude), proizvodnjo kislin, mineralnih gnojil in alkalij.
V kemijskem inženirstvu obstaja veliko procesov (serijskih ali neprekinjenih). Razdeljeni so v glavne skupine:
- hidromehanski:
- kemična;
- mehanski;
- množični prenos;
- termalno.
Zanimivo vedeti kemijo (dejstva)
Potek določenih kemičnih procesov in lastnosti določenih snovi ljudi nenavadno zanimajo.
Tukaj jih je nekaj:
- Galij. To je zanimiv material, ki se pri sobni temperaturi topi. Izgleda kot aluminij. Če žlico galija potopimo v tekočino pri temperaturi nad 28 stopinj Celzija, se bo stopila in izgubila obliko.
- molibden. Ta material je bil odkrit med prvo svetovno vojno. Študije njegovih lastnosti so pokazale visoko trdnost snovi. Kasneje so iz njega izdelali legendarni top Big Bertha. Njena cev ni bila deformirana zaradi pregrevanja pri streljanju,kar je olajšalo uporabo pištole.
- Voda. Znano je, da se čista voda H2O v naravi ne pojavlja. Zaradi svojih lastnosti absorbira vse, kar ji pride na pot. Zato je resnično čisto tekočino mogoče dobiti le v laboratoriju.
- Poznana je še ena posebna lastnost vode - njena reakcija na spremembe v okoliškem svetu. Študije so pokazale, da voda iz enega vira pod različnimi vplivi (magnetni, z vklopljeno glasbo, poleg ljudi) spremeni svojo strukturo.
- Merkaptan. Gre za kombinacijo sladkega, grenkega in kislega okusa, ki smo jo odkrili po raziskovanju grenivke. Ugotovljeno je bilo, da oseba ta okus opazi pri koncentraciji 0,02 ng / l. To pomeni, da je dovolj, da dodate 2 mg merkaptana za prostornino vode 100 tisoč ton.
Lahko rečemo, da je kemija sestavni del znanstvenega znanja človeštva. Je zanimiva in vsestranska. Zahvaljujoč kemiji imajo ljudje možnost uporabljati številne predmete sodobnega sveta.
