Od počátku věků se lidé zajímali o složení, strukturu a interakci všeho, co je obklopuje. Tyto znalosti jsou spojeny do jediné vědy – chemie. V článku se zamyslíme nad tím, co to je, sekce chemie a potřeba ji studovat.
Co je chemie a proč ji studovat?
Chemie je jednou z několika oblastí přírodních věd, nauka o látkách. Studuje:
- struktura a složení látek;
- vlastnosti prvků světa;
- transformace látek, které závisí na jejich vlastnostech;
- změny ve složení látky během chemické reakce;
- zákony a vzorce změn látek.
Chemie bere v úvahu všechny prvky z hlediska atomového a molekulárního složení. Úzce souvisí s biologií a fyzikou. Je také mnoho oblastí vědy, které jsou hraniční, to znamená, že je studuje například jak chemie, tak fyzika. Patří mezi ně: biochemie, kvantová chemie, chemická fyzika, geochemie, fyzikální chemie a další.
Hlavní odvětví chemie v literatuře jsou:
- Organická chemie.
- Anorganickéchemie.
- Biochemie.
- Fyzikální chemie.
- Analytická chemie.
Organická chemie
Chemii lze klasifikovat podle studovaných látek do:
- anorganic;
- organické.
První oblast studia bude zvážena v dalším odstavci. Proč byla organická chemie vyčleněna jako samostatná sekce? Protože se zabývá studiem uhlíkových sloučenin a látek, ve kterých je obsažen. Dnes je známo asi 8 milionů takových sloučenin.
Uhlík lze kombinovat s většinou prvků, ale nejčastěji interaguje s:
- kyslík;
- carbon;
- dusík;
- grey;
- mangan;
- draslík.
Prvek se také vyznačuje schopností tvořit dlouhé řetězce. Takové vazby poskytují různé organické sloučeniny, které jsou důležité pro existenci živého organismu.
Cíle a metody sledované předmětem organické chemie:
- izolace jednotlivých individuálních a speciálních látek z rostlinných a živých organismů, jakož i z fosilních surovin.
- čištění a syntéza sloučenin látek;
- určení struktury hmoty v přírodě;
- studium průběhu chemické reakce, jejích mechanismů, vlastností a výsledků;
- určení vztahů a závislostí mezi strukturou organické hmoty a jejími vlastnostmi.
Témata organické chemie zahrnují:
- Chemie polymerů nebo chemie makromolekulárních sloučenin. Vědní obor, kterýse zabývá studiem chemických a fyzikálně-chemických vlastností polymerů a výchozích činidel používaných k jejich získání.
- Farmakologie. Vědní obor, který studuje léčivé látky a jejich účinek na lidský organismus.
Anorganická chemie
Sekce anorganické chemie se zabývá studiem složení, struktury a interakcí všech látek, které neobsahují uhlík. Dnes existuje více než 400 tisíc anorganických látek. Díky této sekci vědy je zajištěna tvorba materiálů pro moderní technologie.
Výzkum a studium látek anorganické chemie je založen na periodickém zákonu, stejně jako na periodickém systému D. I. Mendělejeva. Vědecká studia:
- jednoduché látky (kovy a nekovy);
- složité látky (oxidy, soli, kyseliny, dusitany, hydridy a další).
Problémy vědy:
- hledání a vývoj způsobů, jak vytvářet nové materiály, které budou mít potřebné vlastnosti;
- studium vztahu mezi strukturou schopnosti reagovat s jinými prvky;
- vývoj a zlepšování technologií pro čištění směsí;
- hledejte nové metody syntézy prvků.
Fyzikální chemie
Fyzikální chemie je nejrozsáhlejší obor chemie. Zabývá se studiem obecných zákonitostí struktury, struktury a přeměn látek pomocí fyzikálních metod. K tomu teoretické aexperimentální.
Fyzikální chemie zahrnuje znalosti o:
- struktura molekul;
- chemická termodynamika;
- chemická kinetika;
- katalýza.
Oddíly fyzikální chemie jsou následující:
- Elektrochemie – studium procesů ve vodičích.
- Fotochemie je studium chemických přeměn pod vlivem světla.
- Fyzikální chemie povrchových jevů.
- Radiační chemie - studium procesů způsobených působením ionizujícího záření;
- Koloidní chemie – studium systémů a jevů, které se vyskytují na rozhraní.
- Kvantová chemie je studium struktury, vlastností, reakcí látek na základě kvantové mechaniky.
- Krystalochemie – věda o krystalových strukturách;
- Termochemie je odvětví chemie, které studuje termoreakce, vztah fyzikálně-chemických parametrů.
- Nauka o struktuře atomu.
- Učení o korozi (oxidaci) kovů.
- Chemická kinetika – studium chemických reakcí v závislosti na vnějších podmínkách.
- Doktrína řešení.
- Jaderná chemie – zabývá se studiem jaderných reakcí a procesů v nich probíhajících.
- Zvuková chemie je studium účinků, ke kterým dochází při vystavení silným akustickým vlnám.
Analytická chemie
Analytická chemie je odvětví chemie, které rozvíjí teoretický základ chemické analýzy. Věda vyvíjí metody pro identifikaci, separaci, detekcia stanovení chemických sloučenin a stanovení chemického složení materiálů.
Analytická chemie může být klasifikována v závislosti na úkolech, které mají být řešeny, do:
- Kvalitativní analýza – určuje, jaké látky jsou ve vzorku, jejich formu a podstatu.
- Kvantitativní analýza – určuje obsah (koncentraci) složek v testovacím vzorku.
Pokud chcete analyzovat neznámý vzorek, použije se nejprve kvalitativní analýza a poté kvantitativní analýza. Provádějí se chemickými, instrumentálními a biologickými metodami.
Biochemie
Biochemie je obor chemie, který studuje chemické složení živých buněk a organismů a také základní chemické procesy jejich života. Věda je poměrně mladá a nachází se na průsečíku biologie a chemie.
Biochemie se zabývá studiem takových sloučenin:
- sacharidy;
- lipidy;
- proteiny;
- nukleové kyseliny.
Sekce biochemie:
- Statická biochemie – studuje chemické složení organismů a strukturu jejich molekul (proteiny, aminokyseliny, nukleové kyseliny, lipidy, vitamíny a další).
- Funkční biochemie – studuje základní chemické reakce, ke kterým dochází při fungování orgánů a systémů těla.
- Dynamická biochemie studuje chemické reakce, ke kterým dochází během metabolismu.
Chemická technologie
Chemickýtechnologie je obor chemie, který studuje ekonomické a ekologicky šetrné metody zpracování přírodních materiálů pro jejich spotřebu a použití ve výrobě.
Věda se dělí na:
- Organická chemická technologie, která se zabývá zpracováním fosilních paliv, výrobou syntetických polymerů, léčiv a dalších látek.
- Anorganická chemická technologie, která se zabývá zpracováním nerostných surovin (kromě kovové rudy), výrobou kyselin, minerálních hnojiv a zásad.
V chemickém inženýrství existuje mnoho procesů (dávkových nebo kontinuálních). Jsou rozděleny do hlavních skupin:
- hydromechanické:
- chemical;
- mechanické;
- hromadný převod;
- termální.
Zajímavé znát chemii (fakta)
Průběh určitých chemických procesů a vlastnosti určitých látek lidi neobyčejně zajímají.
Zde jsou některé z nich:
- Galium. Jedná se o zajímavý materiál, který má tendenci tát při pokojové teplotě. Vypadá jako hliník. Pokud je galliová lžička ponořena do kapaliny o teplotě vyšší než 28 stupňů Celsia, roztaví se a ztratí svůj tvar.
- Molybden. Tento materiál byl objeven během první světové války. Studie jeho vlastností prokázaly vysokou sílu látky. Později z něj bylo vyrobeno legendární dělo Big Bertha. Její hlaveň se při střelbě nezdeformovala přehřátím,což usnadnilo použití zbraně.
- Voda. Je známo, že čistá voda H2O se v přírodě nevyskytuje. Díky svým vlastnostem pohltí vše, co mu přijde do cesty. Skutečně čistou kapalinu lze tedy získat pouze v laboratoři.
- Je známa ještě jedna zvláštní vlastnost vody – její reakce na změny v okolním světě. Studie ukázaly, že voda z jednoho zdroje pod různými vlivy (magnetická, se zapnutou hudbou, vedle lidí) mění svou strukturu.
- Merkaptan. Jde o kombinaci sladké, hořké a kyselé chuti, která byla objevena po výzkumu grapefruitu. Bylo zjištěno, že člověk zaznamená tuto chuť při koncentraci 0,02 ng / l. To znamená, že na objem vody 100 tisíc tun stačí přidat 2 mg merkaptanu.
Dá se říci, že chemie je nedílnou součástí vědeckého poznání lidstva. Je zajímavá a všestranná. Právě díky chemii mají lidé možnost využívat mnoho předmětů moderního světa.
