Chimie - Biologie

chimie ([çeˈmi:]; germană centrală și de nord [ʃeˈmi:]; germană de sud: [keˈmi:]) este o știință naturală care se ocupă cu structura, proprietățile și transformarea substanțelor. Porțiunile substanței conțin fie atomi (de exemplu, metale precum fierul), molecule (de exemplu, substanțe volatile, cum ar fi apa), fie ioni (de exemplu, săruri, cum ar fi sarea de masă). Cojile de electroni conținute în atomi, molecule și ioni și, în special, procesele din acestea în timpul reacțiilor chimice, au o mare importanță.

Conceptele centrale ale chimiei sunt reacțiile chimice și legăturile chimice. Reacțiile chimice schimbă legăturile chimice: acestea se pot forma și rupe. Acest lucru schimbă probabilitatea ca electronii să fie localizați în cochilii de electroni ai substanțelor implicate într-o reacție și, astfel, proprietățile acestora. Producerea de substanțe cu proprietăți cerute de omenire este preocuparea centrală a chimiei de astăzi.

Chimia este împărțită în mod tradițional în subdomenii. Cele mai importante dintre acestea sunt chimia organică, care studiază compușii care conțin carbon, chimia anorganică, care se ocupă cu elementele din tabelul periodic și compușii lor, și chimia fizică, care se ocupă de fenomenele fundamentale pe care se bazează chimia.

Chimia în forma sa actuală ca știință naturală exactă a apărut treptat în secolele XVII și XVIII din aplicarea raționamentului rațional bazat pe observații și experimente de alchimie. Unii dintre primii mari chimiști au fost Robert Boyle, Humphry Davy, Jöns Jakob Berzelius, Joseph Louis Gay-Lussac, Joseph Louis Proust, Marie, Antoine Lavoisier și Justus von Liebig. Chimie, pentru egipteanul antic kemi „Pământul negru își are rădăcinile în Egipt. La acea vreme, oamenii educați erau preocupați de întrebarea de ce regiunile de pe malul râului utilizate pentru cultivarea arabilă permiteau să se producă mult mai multe alimente după inundația Nilului decât înainte de potop. Așa că au examinat noroiul negru depus de potop.

Industria chimică este una dintre cele mai importante ramuri ale industriei. Produce substanțe ale căror proprietăți sunt cerute de oamenii moderni pentru a fabrica obiecte de zi cu zi (de exemplu, produse chimice de bază, materiale plastice, vopsele), alimente (de exemplu, îngrășăminte și pesticide) sau pentru a îmbunătăți sănătatea (de exemplu, produse farmaceutice).

Originea cuvântului

Desemnarea chimie provenit din greaca χημεία chimeía „[Arta metalului] turnătorie” în sensul „transformării”. Ortografia de astăzi chimie a fost probabil introdus pentru prima dată de Johann Joachim Lange în 1750–1753 [1] și a înlocuit cuvântul care exista din secolul al XVII-lea la începutul secolului al XIX-lea Chymia, aceasta este probabil o simplificare și reinterpretare a expresiei documentate încă din secolul al XIII-lea alchimie „Arta producției de aur”, care în sine are o etimologie ambiguă (pentru conotațiile compară etimologia cuvântului Alchimie [2]: Cuvântul este probabil înrădăcinat în arabă al-kīmiyá, care printre altele poate însemna „Piatra filosofală”, posibil din greaca veche χυμεία chimie „Gießung” sau din copt/egiptean antic kemi "Black [e earth]", comparați și Kemet).

General

Chimia se ocupă cu proprietățile elementelor și compușilor, cu posibilele transformări ale unei substanțe în alta, face predicții despre proprietățile compușilor necunoscuți anterior, oferă metode pentru sinteza de noi compuși și metode de măsurare pentru a descifra compoziția chimică a probelor necunoscute.

Deși toate substanțele sunt alcătuite din relativ puține „tipuri de elemente de construcție”, și anume între aproximativ 80 și 100 din cele 118 elemente cunoscute, diferitele combinații și aranjamente ale elementelor duc la câteva milioane de compuși foarte diferiți, care la rândul lor au forme de materie atât de diferite precum apa, nisipul, și să acumuleze țesuturi animale sau materiale plastice (de exemplu, PVC). Tipul de compoziție determină în cele din urmă proprietățile chimice și fizice ale substanțelor și astfel face din chimie o știință cuprinzătoare.

Progresele în diferitele sub-domenii ale chimiei sunt adesea condiția indispensabilă pentru noi cunoștințe în alte discipline, în special în domeniile biologiei și medicinei, dar și în domeniul fizicii și ingineriei. În plus, adesea fac posibilă reducerea costurilor de producție pentru multe produse industriale. De exemplu, catalizatorii îmbunătățiți duc la reacții mai rapide și astfel economisesc timp și energie în industrie. Reacțiile sau substanțele descoperite recent pot înlocui cele vechi și, prin urmare, prezintă interes și pentru știință și industrie.

Pentru medicină, chimia este indispensabilă în căutarea de noi medicamente și în fabricarea medicamentelor.
Științele inginerești caută adesea materiale personalizate, în funcție de aplicație (materiale ușoare pentru construcția de aeronave, materiale de construcție durabile și rezistente, semiconductori de înaltă puritate ...). Sinteza lor este una dintre sarcinile chimiei.
În fizică, de exemplu, substanțele foarte pure sunt deseori necesare pentru efectuarea experimentelor, a căror producție necesită metode speciale de sinteză.

Importanța economică a chimiei

Industria chimică - în special în Germania - este o ramură foarte importantă a economiei: în Germania, cifra de afaceri a industriei chimice este de peste 100 de miliarde de euro, numărul angajaților a fost de peste 700.000 după reunificarea Germaniei și a scăzut acum sub 500.000. Pe de o parte, produce substanțe chimice de bază, cum ar fi acidul sulfuric sau amoniacul, adesea în cantități de milioane de tone pe an, pe care apoi le folosește, de exemplu, pentru a produce îngrășăminte și materiale plastice. Pe de altă parte, industria chimică produce multe substanțe complexe, inclusiv ingrediente farmaceutice active (medicamente) și pesticide (pesticide), personalizate pentru aplicații speciale. Fabricarea de computere, combustibili și lubrifianți pentru industria auto și multe alte produse tehnice este, de asemenea, imposibilă fără produse chimice fabricate industrial.

Chimia în viața de zi cu zi

Reacțiile chimice din viața de zi cu zi au loc, de exemplu, la gătit, coacere sau prăjire și tocmai transformările complexe care au loc aici contribuie la aroma tipică a alimentelor. Alimentele sunt descompuse chimic în componentele sale în timpul proceselor de descompunere ale organismului și, de asemenea, transformate în energie. Arderea este o reacție chimică ușor de observat.

Vopsirea părului, motoare cu ardere, afișaje pentru telefoane mobile, detergenți, îngrășăminte, produse farmaceutice etc. v. m. sunt exemple suplimentare de aplicații ale chimiei în viața de zi cu zi.

În viața de zi cu zi, termenul „chimie” este adesea folosit într-un sens restrâns ca abreviere pentru „produs al industriei chimice”, de exemplu în Curatatorie: Aceasta curăță textilele cu solvenți (sintetici). Procesul de curățare în sine este de obicei o dizolvare a contaminării (de exemplu o pată de grăsime) în solvent și, prin urmare, nu un proces chimic (conversia substanței) în sensul real, ci un proces fizic (dizolvare). În schimb, dizolvarea petelor de tei cu oțet sau suc de lămâie, uneori lăudat ca „curățare fără substanțe chimice”, este un proces chimic, deoarece carbonatul de calciu solid (var) este transformat de acizi în săruri de calciu solubile și hidrogen carbonat sau dioxid de carbon.

Instruire

Lecții școlare

→ Articol principal: Clasa de chimie (la conținut) și didactica chimiei (la concept)

Sarcina lecțiilor de chimie este de a oferi informații despre compoziția materialelor, grupurile de substanțe și procesele materiale din natură. Conversiile materiei în natură animată și neînsuflețită se bazează, de asemenea, pe reacții chimice și ar trebui recunoscute ca atare. În mod similar, transmiterea de cunoștințe științifice ar trebui să construiască o înțelegere a tehnologiei moderne și o atitudine pozitivă față de aceasta, deoarece chimia, în special, a adus o contribuție semnificativă la îmbunătățirea condițiilor de viață ale oamenilor prin introducerea de noi produse. Nu în ultimul rând, lecțiile de chimie servesc și pentru educarea elevilor să devină consumatori responsabili. Din acest motiv, este conceput în conformitate cu planurile de învățământ și conceptele pedagogice (didactica chimiei).

loc de munca

Este posibil să fii instruit ca asistent de laborator chimic într-o companie și școală profesională în așa-numitul sistem dual. O altă ucenicie pentru munca în laboratorul de chimie este asistentul chimico-tehnic (CTA). Tehnologul chimic (de asemenea, tehnolog chimist și farmaceutic sau fost muncitor calificat în chimie) este o profesie de instruire pentru angajații din industria chimică

Multe universități oferă o diplomă în chimie. Majoritatea chimiștilor fac doctoratul după finalizarea studiilor.

hobby

Efectuarea de experimente chimice ca parte a chimiei hobby-urilor este o activitate largă de agrement.

Reputația chimiei

Următoarea secțiune nu este furnizată în mod adecvat cu documente justificative (de exemplu, dovezi individuale). Prin urmare, datele în cauză sunt eliminate în curând. Vă rugăm să ajutați Wikipedia cercetând informațiile și adăugând dovezi bune. Mai multe detalii pot fi oferite pe pagina de discuții sau în istoricul versiunilor. În cele din urmă, vă rugăm să eliminați acest semn de avertizare.
Reputația proastă a chimiei în publicul german (există un sondaj credibil?); „O mulțime de experți” (care dintre ei?) - 03 martie 22, 14 ianuarie 2012 (CET)

Chimia are o reputație relativ proastă în rândul publicului german - datorită și dezastrelor chimice și scandalurilor de mediu [3] [4]. Cu toate acestea, acest lucru se bazează și pe limbajul oarecum detașat, de neînțeles, precum și pe propriul limbaj formulă pentru compuși chimici și ecuații de reacție [4] .

Mulți experți nu consideră că acest lucru este justificat având în vedere beneficiile și importanța generală a chimiei, deoarece în Europa, printre altele, legislația strictă (Legea privind substanțele chimice, Ordonanța privind substanțele periculoase) garantează o manipulare în mare măsură sigură a substanțelor chimice. Pentru a îmbunătăți imaginea chimiei, anul 2003 a fost declarat „Anul chimiei” de diferite organizații sponsorizante. 2011 a fost declarat „Anul Internațional al Chimiei” de către ONU (în cooperare cu UNESCO și IUPAC). [5]

poveste

Chimia din antichitate consta în cunoașterea practică acumulată a proceselor de transformare a materiei și a punctelor de vedere filosofice naturale ale antichității. Chimia din Evul Mediu a evoluat din alchimie, care se practică în China, Europa și India de milenii.

Alchimiștii s-au ocupat de rafinarea metalelor (producția de aur din alte metale de bază) precum și de căutarea medicamentelor sau a unui panaceu pentru boli. În special pentru producția de aur, alchimiștii căutau un elixir (piatră filosofală, piatră filosofală) care să transforme metalele de bază („bolnave”) în metale nobile („sănătoase”). Ramura medicală a alchimiei căuta, de asemenea, un elixir, elixirul vieții, un remediu pentru toate bolile, care să confere în cele din urmă și nemurirea. Cu toate acestea, nici un alchimist nu a descoperit vreodată piatra filosofală sau elixirul vieții.

Până la sfârșitul secolului al XVI-lea, lumea ideilor alchimiștilor nu se baza în general pe cercetări științifice, ci pe fapte de experiență și rețete empirice. Alchimiștii au efectuat o mare varietate de experimente pe multe substanțe pentru a-și atinge obiectivele. Au făcut notițe despre descoperirile lor și au folosit aceleași simboluri pentru notele lor ca și cele obișnuite în astrologie. Natura misterioasă a activității lor și flăcările colorate, fum sau explozii adesea fabricate au însemnat că erau cunoscuți ca magi și vrăjitori și uneori erau persecutați. Pentru experimentele lor, alchimiștii au dezvoltat același echipament care este folosit și astăzi în ingineria chimică.

Un alchimist cunoscut a fost Albertus Magnus. În calitate de cleric, s-a ocupat de acest complex de subiecte și a găsit un nou element chimic, arsenicul, în experimentele sale. Abia cu Paracelsus, alchimia s-a schimbat de la o știință mai empirică la una mai experimentală, care a devenit baza chimiei moderne.

Chimia din timpurile moderne a primit impulsuri decisive ca știință în secolele al XVIII-lea și al XIX-lea: s-a bazat pe procese de măsurare și experimente - utilizarea scalei și probabilitatea ipotezelor și teoriilor despre substanțe și transformarea substanțelor.

Lucrarea lui Justus von Liebig asupra modului de acțiune a îngrășămintelor a fondat chimia agricolă și a oferit informații importante despre chimia anorganică. Căutarea unui înlocuitor sintetic pentru colorantul indigo pentru vopsirea textilelor a fost declanșatorul evoluțiilor revoluționare în chimia organică și farmacie. Până la începutul secolului al XX-lea, Germania avea prioritate absolută în ambele domenii. Această perspectivă în cunoștințe a făcut posibilă, de exemplu, obținerea explozivilor necesari pentru a duce primul război mondial cu ajutorul catalizei din azotul din aer în loc de din nitrații importați (a se vedea procesul Haber-Bosch).

Eforturile de autosuficiență ale național-socialiștilor au dat chimiei ca știință impulsuri suplimentare. Pentru a deveni independent de importurile de țiței, s-au dezvoltat procese de lichefiere a cărbunelui tare (sinteza Fischer-Tropsch). Un alt exemplu a fost dezvoltarea cauciucului sintetic pentru fabricarea anvelopelor pentru vehicule.

Astăzi chimia a devenit o parte importantă a culturii vieții. Produsele chimice ne înconjoară peste tot fără a fi conștienți de asta. Cu toate acestea, accidentele din industria chimică la scară largă, precum cele din Seveso și Bhopal, au dat chimiei o imagine foarte negativă, astfel încât sloganurile precum „Fugiți-vă de chimie!” Ar putea deveni foarte populare.

Cercetările s-au dezvoltat la începutul secolului XX într-o asemenea măsură încât studii aprofundate ale structurii atomice nu mai aparțin domeniului chimiei, ci fizicii atomice sau fizicii nucleare. Cu toate acestea, aceste cercetări au oferit informații importante despre natura metabolismului chimic și a legăturilor chimice. Alte impulsuri importante au venit din descoperirile din fizica cuantică (modelul orbital al electronilor).

Chimiști celebri

Chimiști importanți (cronologic) (sortați după data nașterii)
Chimiști eminenți (alfabetic)
Chimiști semnificativi (categorii) (sortate în funcție de domeniu, acolo alfabetic)
Lista câștigătorilor Premiului Nobel pentru chimie

Subiecte

Din motive tradiționale, chimia este împărțită în chimie organică și anorganică, chimia fizică fiind adăugată în jurul anului 1890.

De la sinteza ureei lui Friedrich Wöhler în 1828, timp în care substanța organică uree a fost produsă din compusul anorganic cianat de amoniu, granițele dintre substanțele provenite din cele neînsuflețite (substanțele „anorganice”) și natura vie (substanțele organice) s-au estompat. Ființele vii produc, de asemenea, un număr mare de substanțe anorganice, în timp ce aproape toate substanțele organice pot fi produse în laborator.

A fost păstrată distincția tradițională, dar și arbitrară, între chimia anorganică și cea chimică organică. Un motiv este că chimia organică este determinată în mare măsură de moleculă, dar chimia anorganică este adesea determinată de ioni, cristale, compuși complecși și coloizi. Un altul este că mecanismele de reacție și structurile substanței din materia anorganică și organică diferă în multe feluri.

O altă posibilitate este împărțirea chimiei în funcție de direcția țintă în chimia analitică investigativă, „descompunătoare” și chimia constructivă, preparativă sau sintetică orientată spre produs. În practica didactică în universități, chimia analitică este adesea reprezentată ca subiect, în timp ce chimia preparativă este tratată în contextul chimiei organice sau anorganice.

Există, desigur, alte domenii, dar cele descrise aici sunt menite să ofere o imagine de ansamblu.

Chimie generală

Chimia generală se referă la elementele de bază ale chimiei, care sunt importante în aproape toate sub-zonele chimice. Reprezintă astfel fundamentul conceptual al întregii chimii: structura atomului, tabelul periodic al elementelor (PSE), legătura chimică, elementele de bază ale stoichiometriei, acizii, bazele și sărurile și reacțiile chimice.

Spre deosebire de alte discipline științifice, chimia folosește termenul technicus „chimie generală” (nu există „fizică generală”). În acest sens, chimia generală este la începutul fiecărui studiu mai atent al chimiei.