Od početka vremena ljudi su bili zainteresirani za sastav, strukturu i interakciju svega što ih okružuje. Ovo znanje je spojeno u jednu nauku - hemiju. U članku ćemo razmotriti šta je to, dijelove hemije i potrebu za proučavanjem.
Šta je hemija i zašto je proučavati?
Hemija je jedna od nekoliko oblasti prirodnih nauka, nauka o supstancama. Ona studira:
- struktura i sastav supstanci;
- osobine elemenata svijeta;
- transformacije supstanci koje zavise od njihovih svojstava;
- promene u sastavu supstance tokom hemijske reakcije;
- zakoni i obrasci promjena u supstancama.
Hemija razmatra sve elemente u smislu atomskog i molekularnog sastava. Usko je povezan sa biologijom i fizikom. Postoje i mnoge oblasti nauke koje su granične, odnosno proučavaju ih, na primer, i hemija i fizika. To uključuje: biohemiju, kvantnu hemiju, hemijsku fiziku, geohemiju, fizičku hemiju i druge.
Glavne grane hemije u literaturi su:
- Organska hemija.
- Neorganskihemija.
- Biohemija.
- Fizička hemija.
- Analitička hemija.
Organska hemija
Hemija se prema proučavanim supstancama može klasificirati na:
- neorganski;
- organski.
Prvo područje proučavanja će se razmatrati u sljedećem paragrafu. Zašto je organska hemija izdvojena kao posebna sekcija? Zato što se bavi proučavanjem ugljikovih spojeva i tvari u koje je uključen. Danas je poznato oko 8 miliona takvih jedinjenja.
Ugljik se može kombinovati sa većinom elemenata, ali najčešće stupa u interakciju sa:
- kisik;
- karbon;
- azot;
- siva;
- mangan;
- kalijum.
Također, element se odlikuje svojom sposobnošću da formira dugačke lance. Takve veze pružaju niz organskih jedinjenja koja su važna za postojanje živog organizma.
Ciljevi i metode praćeni predmetom organske hemije:
- izolacija pojedinačnih pojedinačnih i posebnih supstanci iz biljnih i živih organizama, kao i iz fosilnih sirovina.
- pročišćavanje i sinteza spojeva supstanci;
- određivanje strukture materije u prirodi;
- proučavanje toka hemijske reakcije, njenih mehanizama, karakteristika i rezultata;
- određivanje odnosa i zavisnosti između strukture organske materije i njenih svojstava.
Teme organske hemije uključuju:
- Hemija polimera, ili hemija makromolekularnih jedinjenja. Oblast nauke kojabavi se proučavanjem hemijskih i fizičko-hemijskih svojstava polimera i početnih reagensa koji se koriste za njihovo dobijanje.
- Farmakologija. Grana nauke koja proučava lekovite supstance i njihov uticaj na ljudski organizam.
Neorganska hemija
Sekcija neorganske hemije bavi se proučavanjem sastava, strukture i interakcija svih supstanci koje ne sadrže ugljenik. Danas postoji više od 400 hiljada neorganskih supstanci. Zahvaljujući ovom dijelu nauke, osigurava se stvaranje materijala za modernu tehnologiju.
Istraživanje i proučavanje supstanci neorganske hemije zasniva se na periodičnom zakonu, kao i na periodičnom sistemu D. I. Mendeljejeva. Naučne studije:
- jednostavne supstance (metali i nemetali);
- složene supstance (oksidi, soli, kiseline, nitriti, hidridi i drugi).
Problemi nauke:
- pretraga i razvoj načina za stvaranje novih materijala koji će imati potrebna svojstva;
- proučavanje odnosa između strukture sposobnosti reagovanja sa drugim elementima;
- razvoj i unapređenje tehnologija za prečišćavanje smeša;
- tražite nove metode sintetiziranja elemenata.
Fizička hemija
Fizička hemija je najopsežnija grana hemije. Bavi se proučavanjem opštih zakonitosti strukture, strukture i transformacija supstanci primenom metoda fizike. Za ovo, teorijski ieksperimentalne.
Fizička hemija uključuje znanje o:
- struktura molekula;
- hemijska termodinamika;
- hemijska kinetika;
- kataliza.
Odjeljci fizičke hemije su sljedeći:
- Elektrohemija - proučavanje procesa u provodnicima.
- Fotohemija je proučavanje hemijskih transformacija pod uticajem svetlosti.
- Fizička hemija površinskih pojava.
- Hemija zračenja - proučavanje procesa uzrokovanih djelovanjem jonizujućeg zračenja;
- Koloidna hemija - proučavanje sistema i fenomena koji se dešavaju na interfejsu.
- Kvantna hemija je proučavanje strukture, svojstava, reakcija supstanci zasnovano na kvantnoj mehanici.
- Kristalohemija - nauka o kristalnim strukturama;
- Termohemija je grana hemije koja proučava termoreakcije, odnos fizičko-hemijskih parametara.
- Učenje o strukturi atoma.
- Učenje o koroziji (oksidaciji) metala.
- Hemijska kinetika - proučavanje hemijskih reakcija u zavisnosti od spoljašnjih uslova.
- Doktrina rješenja.
- Nuklearna hemija - bavi se proučavanjem nuklearnih reakcija i procesa koji se u njima odvijaju.
- Hemija zvuka je proučavanje efekata koji se javljaju kada su izloženi snažnim akustičnim talasima.
Analitička hemija
Analitička hemija je grana hemije koja razvija teorijsku osnovu hemijske analize. Nauka razvija metode za identifikaciju, odvajanje, otkrivanjei određivanje hemijskih jedinjenja i određivanje hemijskog sastava materijala.
Analitička hemija se može klasifikovati u zavisnosti od zadataka koji se rešavaju na:
- Kvalitativna analiza - utvrđuje koje se supstance nalaze u uzorku, njihov oblik i suštinu.
- Kvantitativna analiza - određuje sadržaj (koncentraciju) komponenti u uzorku za testiranje.
Ako želite analizirati nepoznati uzorak, prvo se primjenjuje kvalitativna analiza, a zatim kvantitativna. Izvode se hemijskim, instrumentalnim i biološkim metodama.
Biohemija
Biohemija je grana hemije koja proučava hemijski sastav živih ćelija i organizama, kao i osnovne hemijske procese njihovog života. Nauka je prilično mlada i nalazi se na raskrsnici biologije i hemije.
Biohemija se bavi proučavanjem takvih jedinjenja:
- ugljikohidrati;
- lipidi;
- proteini;
- nukleinske kiseline.
Sekcije za biohemiju:
- Statička biohemija - proučava hemijski sastav organizama i strukturu njihovih molekula (proteini, aminokiseline, nukleinske kiseline, lipidi, vitamini i drugo).
- Funkcionalna biohemija - proučava osnovne hemijske reakcije koje se javljaju tokom funkcionisanja organa i sistema u telu.
- Dinamička biohemija proučava hemijske reakcije koje se dešavaju tokom metabolizma.
Hemijska tehnologija
Chemic altehnologija je grana hemije koja proučava ekonomične i ekološki prihvatljive metode prerade prirodnih materijala za njihovu potrošnju i upotrebu u proizvodnji.
Nauka je podijeljena na:
- Organska hemijska tehnologija, koja se bavi preradom fosilnih goriva, proizvodnjom sintetičkih polimera, droga i drugih supstanci.
- Neorganska hemijska tehnologija, koja se bavi preradom mineralnih sirovina (osim metalne rude), proizvodnjom kiselina, mineralnih đubriva i lužina.
U hemijskom inženjerstvu postoji mnogo procesa (serijski ili kontinuirani). Podijeljeni su u glavne grupe:
- hidromehanički:
- chemical;
- mehanički;
- masovni transfer;
- termalni.
Zanimljivo znati hemiju (činjenice)
Tok određenih hemijskih procesa i svojstva određenih supstanci su od neobičnog interesa za ljude.
Evo nekih od njih:
- Galijum. Ovo je zanimljiv materijal koji se topi na sobnoj temperaturi. Izgleda kao aluminijum. Ako se kašika galija potopi u tečnost na temperaturi iznad 28 stepeni Celzijusa, ona će se otopiti i izgubiti oblik.
- Molibden. Ovaj materijal je otkriven tokom Prvog svetskog rata. Studije njegovih svojstava pokazale su visoku čvrstoću supstance. Kasnije je od njega napravljen legendarni top Big Bertha. Njena cijev nije deformisana od pregrijavanja prilikom pucanja,što je olakšalo upotrebu pištolja.
- Voda. Poznato je da se čista voda H2O ne pojavljuje u prirodi. Zbog svojih svojstava upija sve što mu se nađe na putu. Stoga se istinski čista tečnost može dobiti samo u laboratoriji.
- Takođe, poznato je još jedno posebno svojstvo vode - njena reakcija na promjene u okolnom svijetu. Istraživanja su pokazala da voda iz jednog izvora pod različitim uticajima (magnetnim, uz uključenu muziku, pored ljudi) menja svoju strukturu.
- Merkaptan. Riječ je o spoju slatkog, gorkog i kiselog okusa koji je otkriven nakon istraživanja grejpa. Utvrđeno je da osoba primjećuje ovaj okus u koncentraciji od 0,02 ng/l. Odnosno, dovoljno je dodati 2 mg merkaptana za zapreminu vode od 100 hiljada tona.
Može se reći da je hemija sastavni dio naučnog znanja čovječanstva. Ona je zanimljiva i svestrana. Zahvaljujući hemiji ljudi imaju priliku da koriste mnoge predmete modernog svijeta.
