Kemia huathiri kila eneo la maisha yetu. Umewahi kujiuliza kwa nini vitunguu hukufanya kulia au barafu inaelea juu ya maji? Vitunguu hukufanya ulie kwa sababu vitunguu huzalisha muwasho wa kemikali ambayo huchochea tezi za machozi kwenye macho hivyo kutoa machozi. Barafu huelea juu ya maji kwa sababu ni mnene kidogo kuliko maji. Maswali mengi kama haya yanajibiwa na sayansi ya kemia.
Katika somo hili, tutazungumzia
Kemia ni tawi la sayansi ambalo husoma kila kitu kimeundwa na jinsi gani vitu hufanya kazi. Ni utafiti wa nyenzo zinazounda miili yetu na kila kitu katika ulimwengu unaotuzunguka. Wanasayansi waliobobea katika kemia wanaitwa wanakemia.
Kemia huathiri karibu kila kitu tunachoona na kila hatua tunayochukua. Kemia inaeleza kwa nini keki huinuka kwenye oveni, jinsi tunavyoyeyusha chakula na kukibadilisha kuwa nishati, jinsi petroli inavyofanya injini ya gari iendeshe, jinsi fataki hupata rangi yake, n.k. Kemia inagusa kila eneo la maisha yetu. Kuanzia mavazi tunayovaa, chakula tunachokula, dawa tunazotumia, na bidhaa tunazotumia nyumbani - kila kitu ni bidhaa ya kemia.
Kemia inaangalia ulimwengu katika viwango viwili - macroscopic na microscopic.
Katika kielezi kilicho hapo juu, kwa kiwango kikubwa, tunaona maji katika bahari, vilima vya barafu, na hewa. Ipo katika aina tatu tofauti, imara, kioevu na gesi. Katika kiwango cha hadubini, wanakemia watasoma kwa nini maji yapo katika aina hizi tatu tofauti, ni nini sifa za kila fomu na jinsi umbo moja ni tofauti na aina zingine. Wanakemia, kwanza huchunguza na kufanya majaribio katika kiwango cha macroscopic, na kisha kutoa maelezo ambayo ni microscopic katika asili.
Kwa mfano, tunapoona sehemu zenye kutu za baiskeli au nguzo ya chuma, tunaona sura ya kimwili ikibadilika. Hii ni kiwango cha macroscopic. Tunapoelekea kujua ni nini kinaendelea ndani ambacho hubadilisha chuma kuwa kutu inapofunuliwa na oksijeni na maji angani, tunasoma habari ndogo sana kuhusu kutu.
Utafiti wa kemia ya kisasa una matawi mengi, lakini unaweza kugawanywa kwa upana katika maeneo makuu matano ya masomo. Haya yanajadiliwa hapa chini.
Tawi la kemia linahusika na uhusiano kati ya mali ya kimwili ya dutu na muundo wao wa kemikali na mabadiliko. Inaangazia kuchambua nyenzo, kukuza mbinu za kujaribu na kuashiria sifa za nyenzo, kukuza nadharia juu ya mali hizi, na kugundua uwezekano wa matumizi ya nyenzo. Inachunguza mambo kama vile viwango vya athari za kemikali, uhamishaji wa nishati unaotokea katika athari, au muundo halisi wa nyenzo katika kiwango cha molekuli.
Ni tawi la kemia ambalo linahusisha uchunguzi wa mali, muundo, athari, na utunzi wa vitu vyenye kaboni na hidrojeni pia huitwa misombo ya kikaboni. Carbon ni moja ya elementi nyingi sana Duniani na ina uwezo wa kutengeneza idadi kubwa sana ya kemikali. Misombo ya kikaboni huunda msingi wa maisha yote Duniani. Kuna mamilioni ya misombo ya kikaboni ambayo inaweza kuonekana kila siku kwa namna ya plastiki, petroli, nyuzi, nguo, chakula, na dawa.
Ni kinyume cha kemia ya kikaboni. Ni utafiti wa uundaji, usanisi, na sifa za kemikali ambazo hazina kaboni. Kemikali isokaboni kwa ujumla hupatikana katika miamba na madini. Mifano ya misombo ya isokaboni ni pamoja na kloridi ya sodiamu, asidi ya sulfuriki, na dioksidi ya silicon.
Ni utafiti wa muundo wa nyenzo. Hutumia zana changamano kutenganisha, kutambua, na kukadiria vipengele visivyojulikana vya kemikali. Kwa mfano, kuamua cholesterol au hemoglobin katika damu.
Ni utafiti wa vitu vya kemikali na michakato inayotokea katika viumbe hai. Inaleta pamoja biolojia na kemia. Inashughulika na kemia ya maisha. Kabohaidreti, lipids, protini, na asidi nucleic ni aina kuu za dutu za kibiolojia zilizochunguzwa katika biokemia. Kwa mfano, kusoma michakato ya seli kuelewa hali za ugonjwa ili matibabu bora zaidi yaweze kuendelezwa.
Utafiti wa kemia ya kisasa unaweza kugawanywa katika aina mbili za utafiti - safi na kutumika.
Kemia safi inazingatia kusoma kitu kwa faida ya maarifa. Inajibu maswali ya msingi, kama vile "gesi hutendaje?" Hii inafanywa kimsingi ili kuendeleza uelewa wa wanadamu wa kemia. Kwa mfano, kusoma mali ya oksijeni, muundo wa Masi ya pamba au nyuzi za hariri, nk.
Kemia inayotumika inalenga kutumia maarifa yaliyopo ya kanuni na nadharia za kemia kujibu swali mahususi au kutatua tatizo la ulimwengu halisi. Kwa mfano, kutumia ujuzi wa mafuta asilia na gesi kutafuta njia za ufanisi bora wa mafuta, uchakavu kidogo, na uzalishaji mdogo.
Kemia safi inayoangalia 'jinsi', 'nini', na 'kwanini' ya mambo, inaweza kufahamisha kemia inayotumika, ambayo ni matumizi ya maarifa yetu ya kemia. Kwa hakika, bila ujuzi unaopatikana kutoka kwa kemia safi, huenda tusiwe na maendeleo mengi ambayo yametokana na kemia inayotumika.
