Chemia wpływa na każdą dziedzinę naszego życia. Czy zastanawiałeś się kiedyś, dlaczego cebula sprawia, że płaczesz, a lód unosi się na wodzie? Cebula sprawia, że płaczesz, ponieważ cebula wytwarza substancję chemiczną drażniącą, która stymuluje gruczoły łzowe w oczach, dzięki czemu uwalniają łzy. Lód unosi się na wodzie, ponieważ ma mniejszą gęstość niż woda. Na wiele takich pytań odpowiada nauka chemii.
W tej lekcji porozmawiamy o
Chemia to dziedzina nauki, która bada, z czego wszystko jest zrobione i jak rzeczy działają. Jest to badanie materiałów, z których składają się nasze ciała i wszystko w otaczającym nas świecie. Naukowcy specjalizujący się w chemii nazywani są chemikami.
Chemia wpływa na prawie wszystko, co widzimy i każde działanie, które podejmujemy. Chemia wyjaśnia, dlaczego ciasto rośnie w piekarniku, jak trawimy jedzenie i przekształcamy je w energię, jak benzyna napędza silnik samochodu, jak fajerwerki uzyskują swój kolor itp. Chemia dotyka każdej dziedziny naszego życia. Począwszy od ubrań, które nosimy, jedzenia, które spożywamy, przyjmowanych leków i produktów, których używamy w domu – wszystko jest produktem chemii.
Chemia patrzy na świat na dwóch poziomach – makroskopowym i mikroskopowym.
Na powyższej ilustracji na poziomie makroskopowym widzimy wodę w oceanie, góry lodowe i powietrze. Występuje w trzech różnych postaciach: stałej, ciekłej i gazowej. Na poziomie mikroskopowym chemicy będą badać, dlaczego woda występuje w tych trzech różnych postaciach, jakie są właściwości każdej z nich i czym różni się jedna forma od pozostałych. Chemicy najpierw obserwują i przeprowadzają eksperymenty na poziomie makroskopowym, a następnie udzielają wyjaśnień o charakterze mikroskopowym.
Na przykład, kiedy widzimy zardzewiałe części roweru lub żelaznego słupka, widzimy zmianę wyglądu fizycznego. To jest poziom makroskopowy. Kiedy staramy się dowiedzieć, co dzieje się w środku, co zmienia żelazo w rdzę, gdy jest wystawione na działanie tlenu i wody w powietrzu, badamy mikroskopijne informacje o rdzewieniu.
Badanie współczesnej chemii ma wiele gałęzi, ale można je ogólnie podzielić na pięć głównych obszarów badań. Zostały one omówione poniżej.
Dział chemii zajmuje się związkami między właściwościami fizycznymi substancji a ich składem chemicznym i przemianami. Koncentruje się na analizie materiałów, opracowywaniu metod testowania i charakteryzowania właściwości materiałów, opracowywaniu teorii dotyczących tych właściwości oraz odkrywaniu potencjalnego zastosowania materiałów. Bada takie rzeczy, jak szybkość reakcji chemicznych, transfery energii zachodzące w reakcjach lub fizyczną strukturę materiałów na poziomie molekularnym.
Jest to gałąź chemii zajmująca się badaniem właściwości, struktury, reakcji i składu substancji zawierających węgiel i wodór, zwanych także związkami organicznymi. Węgiel jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych pierwiastków na Ziemi i może tworzyć ogromną liczbę związków chemicznych. Związki organiczne stanowią podstawę wszelkiego życia na Ziemi. Istnieją miliony związków organicznych, które można zobaczyć każdego dnia w postaci tworzyw sztucznych, ropy naftowej, włókien, odzieży, żywności i leków.
Jest przeciwieństwem chemii organicznej. Jest to badanie powstawania, syntezy i właściwości substancji chemicznych, które nie zawierają węgla. Substancje nieorganiczne występują zazwyczaj w skałach i minerałach. Przykłady związków nieorganicznych obejmują chlorek sodu, kwas siarkowy i dwutlenek krzemu.
Jest to badanie składu materiału. Wykorzystuje złożone instrumenty do oddzielania, identyfikowania i oznaczania ilościowego nieznanych składników substancji chemicznej. Na przykład oznaczanie cholesterolu lub hemoglobiny we krwi.
Jest to nauka o substancjach chemicznych i procesach zachodzących w organizmach żywych. Łączy biologię i chemię. Zajmuje się chemią życia. Węglowodany, lipidy, białka i kwasy nukleinowe to główne rodzaje substancji biologicznych badanych w biochemii. Na przykład badanie procesów komórkowych w celu zrozumienia stanów chorobowych, aby można było opracować lepsze leczenie.
Badanie współczesnej chemii można podzielić na dwa rodzaje badań - czyste i stosowane.
Czysta chemia koncentruje się na badaniu czegoś w celu zdobycia czystej wiedzy. Odpowiada na podstawowe pytania, takie jak „jak zachowują się gazy?” Ma to na celu przede wszystkim pogłębienie wiedzy ludzkości na temat chemii. Na przykład badanie właściwości tlenu, struktury molekularnej włókien bawełny lub jedwabiu itp.
Chemia stosowana koncentruje się na wykorzystaniu istniejącej wiedzy na temat zasad i teorii chemii, aby odpowiedzieć na konkretne pytanie lub rozwiązać rzeczywisty problem. Na przykład, korzystając z wiedzy na temat ropy naftowej i gazu ziemnego, aby znaleźć sposoby na lepszą oszczędność paliwa, mniejsze zużycie i emisje.
Czysta chemia, która patrzy na „jak”, „co” i „dlaczego” rzeczy, może informować chemię stosowaną, czyli zastosowanie naszej wiedzy chemicznej. W rzeczywistości, bez wiedzy zdobytej z czystej chemii, możemy nie mieć wielu osiągnięć, które pochodzą z chemii stosowanej.
