Několik desítek tisíc nejdůležitějších chemikálií pevně vstoupilo do našich životů, oděvů a obuvi, zásobují naše tělo užitečnými prvky a poskytují nám optimální podmínky pro život. Oleje, zásady, kyseliny, plyny, minerální hnojiva, barvy, plasty jsou jen malou částí produktů vytvořených na bázi chemických prvků.
Je to chemie. Nevěděli jste?
Když se ráno probudíme, umyjeme si obličej a vyčistíme si zuby. Mýdlo, zubní pasta, šampon, pleťové vody, krémy jsou produkty založené na chemii. Uvaříme čaj, ponoříme kousek citronu do sklenice – a pozorujeme, jak tekutina zesvětluje. Před našima očima probíhá chemická reakce - acidobazická interakce několika produktů. Koupelna a kuchyně - každá svým vlastním způsobem minilaboratoř domu nebo bytu, kde je něco uloženo v kontejneru nebo lahvičce. Jaká látka, jejich název poznáme z etikety: sůl, soda, bělost atd.
V kuchyni při vaření probíhá zejména mnoho chemických procesů. Pánve a hrnce úspěšněbaňky a retorty se zde vyměňují a každý nový produkt, který jim byl zaslán, provádí svou vlastní samostatnou chemickou reakci, která interaguje s tam umístěnou kompozicí. Dále člověk, který jí jím připravené pokrmy, spustí mechanismus trávení potravy. To je také chemický proces. A tak ve všem. Celý náš život je předurčen prvky z periodické tabulky Mendělejeva.
Otevřít stůl
Zpočátku se stůl vytvořený Dmitrijem Ivanovičem skládal z 63 prvků. Tolik jich bylo v té době otevřeno. Vědec pochopil, že klasifikoval zdaleka ne úplný seznam prvků existujících a objevených v různých letech jeho předchůdci v přírodě. A ukázalo se, že měl pravdu. O více než sto let později se jeho tabulka již skládala ze 103 položek, na začátku roku 2000 - ze 109 a objevy pokračují. Vědci z celého světa se snaží vypočítat nové prvky na základě - tabulky vytvořené ruským vědcem.
Mendělejevův periodický zákon je základem chemie. Vzájemné interakce atomů těch nebo těch prvků vytvořily základní látky v přírodě. Ty jsou zase dříve neznámými a jejich složitějšími deriváty. Všechny názvy látek, které dnes existují, pocházejí z prvků, které vstoupily do vzájemného vztahu v procesu chemických reakcí. Molekuly látek odrážejí složení těchto prvků v nich a také počet atomů.
Každý prvek má svůj vlastní symbol písmena
V periodické tabulce jsou názvy prvků uvedeny doslovně i symbolicky. Jsme samivyslovujeme, jiné používáme při psaní vzorců. Zapište si názvy látek samostatně a podívejte se na řadu jejich symbolů. Ukazuje, z jakých prvků se produkt skládá, kolik atomů jedné nebo druhé složky by mohlo být syntetizováno v procesu chemické reakce každou konkrétní látkou. Vše je docela jednoduché a vizuální díky přítomnosti symbolů.
Základem symbolického vyjádření prvků bylo počáteční a ve většině případů jedno z následujících písmen latinského názvu prvku. Systém navrhl na počátku 19. století chemik Berzelius ze Švédska. Jedno písmeno dnes vyjadřuje názvy dvou desítek prvků. Zbytek je dvoupísmenný. Příklady takových názvů: měď - Cu (cuprum), železo - Fe (železo), hořčík - Mg (magnium) a tak dále. Ve jménu látek jsou uvedeny reakční produkty určitých prvků a ve vzorcích jejich symbolické řady.
Produkt bezpečný a ne tak dobrý
Chemie kolem nás je mnohem víc, než si průměrný člověk dokáže představit. Neděláme vědu profesionálně, ale stále se s ní musíme v každodenním životě potýkat. Vše, co je na našem stole, se skládá z chemických prvků. I lidské tělo se skládá z desítek chemikálií.
Názvy chemických látek, které existují v přírodě, lze rozdělit do dvou skupin: používané v každodenním životě nebo ne. Složité a nebezpečné soli, kyseliny, etherové sloučeniny jsou vysoce specifické a výhradně používanév odborných činnostech. Vyžadují pečlivost a přesnost při jejich použití a v některých případech zvláštní povolení. Látky, které jsou v každodenním životě nepostradatelné, jsou méně neškodné, ale jejich nesprávné použití může vést k vážným následkům. Z toho můžeme usoudit, že neškodná chemie neexistuje. Pojďme analyzovat hlavní látky, se kterými je spojen lidský život.
Biopolymer jako stavební materiál těla
Hlavní základní složkou těla je protein – polymer skládající se z aminokyselin a vody. Je zodpovědný za tvorbu buněk, hormonálního a imunitního systému, svalové hmoty, kostí, vazů, vnitřních orgánů. Lidské tělo se skládá z více než jedné miliardy buněk a každá potřebuje bílkoviny nebo, jak se tomu také říká, bílkoviny. Na základě výše uvedeného uveďte názvy látek, které jsou pro živý organismus nepostradatelnější. Základem těla je buňka, základem buňky je bílkovina. Žádné jiné není dáno. Nedostatek bílkovin, stejně jako jejich nadbytek, vede k narušení všech životně důležitých funkcí těla.
Přibližně 20 alfa-aminokyselin se podílí na stavbě proteinů, vytvářejících makromolekuly pomocí peptidových vazeb. Ty zase vznikají v důsledku interakce látek COOH - karboxyl a NH2 - aminoskupin. Nejznámějším z proteinů je kolagen. Patří do třídy fibrilárních proteinů. Úplně prvním, jehož struktura byla stanovena, je inzulín. I pro člověka, který má k chemii daleko, tato jména mluví za mnohé. Ale ne každý ví, že tyto látky -proteiny.
Esenciální aminokyseliny
Proteinová buňka se skládá z aminokyselin – název látek, které mají ve struktuře molekul postranní řetězec. Tvoří je: C - uhlík, N - dusík, O - kyslík a H - vodík. Z dvaceti standardních aminokyselin se devět dostává do buněk výhradně s potravou. Zbytek si tělo syntetizuje v procesu interakce různých sloučenin. S věkem nebo v přítomnosti onemocnění se seznam devíti esenciálních aminokyselin výrazně rozšiřuje a je doplňován o podmíněně esenciální.
Celkem je známo více než pět set různých aminokyselin. Jsou klasifikovány mnoha způsoby, z nichž jeden je rozděluje do dvou skupin: proteinogenní a neproteinogenní. Některé z nich hrají nezastupitelnou roli ve fungování těla, nesouvisejí s tvorbou bílkovin. Názvy organických látek v těchto skupinách, které jsou klíčové: glutamát, glycin, karnitin. Ten slouží jako přenašeč lipidů v těle.
Tuky: jednoduché i obtížné
Všechny látky podobné tukům v těle jsme dříve nazývali lipidy nebo tuky. Jejich hlavní fyzikální vlastností je nerozpustnost ve vodě. Při interakci s jinými látkami, jako je benzen, alkohol, chloroform a další, se však tyto organické sloučeniny poměrně snadno rozkládají. Hlavním chemickým rozdílem mezi tuky jsou podobné vlastnosti, ale odlišná struktura. V životě živého organismu jsou tyto látky zodpovědné za jeho energii. Jeden gram lipidů je tedy schopen uvolnit asi čtyřicet kJ.
Velký počet příchozíchmolekuly tukových látek neumožňují jejich pohodlnou a dostupnou klasifikaci. Hlavní věc, která je spojuje, je jejich postoj k procesu hydrolýzy. V tomto ohledu jsou tuky zmýdelnitelné a nezmýdelnitelné. Názvy látek, které tvoří první skupinu, se dělí na jednoduché a složité lipidy. Jednoduché zahrnují některé druhy vosku, estery choresterolu. Druhý - sfingolipidy, fosfolipidy a řada dalších látek.
Sacharidy jako třetí typ živin
Třetím typem základních živin živé buňky spolu s bílkovinami a tuky jsou sacharidy. Jedná se o organické sloučeniny skládající se z H (vodík), O (kyslík) a C (uhlík). Struktura sacharidů a jejich funkce jsou podobné jako u tuků. Jsou také zdrojem energie pro tělo, ale na rozdíl od lipidů se tam dostávají především s potravou rostlinného původu. Výjimkou je mléko.
Sacharidy se dělí na polysacharidy, monosacharidy a oligosacharidy. Některé se ve vodě nerozpouštějí, jiné naopak. Následují názvy nerozpustných látek. Patří mezi ně takové komplexní sacharidy ze skupiny polysacharidů jako škrob a celulóza. K jejich štěpení na jednodušší látky dochází vlivem šťáv vylučovaných trávicím systémem.
Užitečné látky z dalších dvou skupin se nacházejí v bobulích a ovoci ve formě ve vodě rozpustných cukrů, které tělo dokonale vstřebává. Oligosacharidy – laktóza a sacharóza, monosacharidy – fruktóza a glukóza.
Glukóza a vláknina
Názvy látek jako glukóza a vláknina se často vyskytují v každodenním životě člověka. Oba jsou sacharidy. Jeden z monosacharidů obsažených v krvi jakéhokoli živého organismu a šťávě rostlin. Druhá je z polysacharidů, která zodpovídá za trávicí proces, v ostatních funkcích se vláknina využívá jen zřídka, ale je také nepostradatelnou látkou. Jejich struktura a syntéza jsou poměrně složité. Stačí ale, aby člověk znal základní funkce, které tělo přijímá, aby jejich využití nezanedbával.
Glukóza poskytuje buňkám látku jako hroznový cukr, která dodává energii pro jejich rytmické plynulé fungování. Asi 70 procent glukózy vstupuje do buněk s jídlem, zbývajících třicet - tělo produkuje samo. Lidský mozek nutně potřebuje glukózu potravinového původu, protože tento orgán není schopen syntetizovat glukózu sám. V medu je obsažen v největším množství.
Kyselina askorbová není tak jednoduchá
Zdroj vitaminu C, který každý zná již od dětství, je složitá chemická látka skládající se z atomů vodíku a kyslíku. Jejich interakce s jinými prvky může vést i ke vzniku solí – stačí změnit jen jeden atom ve sloučenině. V tomto případě se změní název a třída látky. Experimenty prováděné s kyselinou askorbovou objevily její nenahraditelné vlastnosti ve funkci regenerace lidské pokožky.
Navíc posiluje imunitní systém pokožky, pomáhá odolávat negativním vlivům atmosféry. Má anti-aging, bělící vlastnosti, zabraňuje stárnutí, neutralizuje volné radikály. Obsaženo vcitrusy, paprika, léčivé byliny, jahody. Asi sto miligramů kyseliny askorbové – optimální denní dávku – lze získat ze šípků, rakytníku a kiwi.
Věci kolem nás
Jsme přesvědčeni, že celý náš život je chemie, protože člověk sám se skládá výhradně z jejích prvků. Potraviny, obuv a oděvy, hygienické prostředky jsou jen malou částí toho, kde se v každodenním životě setkáváme s plody vědy. Známe účel mnoha prvků a využíváme je ve svůj prospěch. Ve vzácném domě nenajdete kyselinu boritou, nebo hašené vápno, jak tomu říkáme, ani hydroxid vápenatý, jak je vědě znám. Síran měďnatý je člověkem široce používán. Název látky pochází z názvu její hlavní složky.
Hydrogenuhličitan sodný je běžná soda v domácnostech. Tato nová kyselina je kyselina octová. A tak s jakýmkoli prvkem přírodního nebo živočišného původu. Všechny jsou složeny ze sloučenin chemických prvků. Zdaleka ne každý dokáže vysvětlit jejich molekulární strukturu, stačí znát název, účel látky a správně ji použít.
