أهمية الكيمياء: 10 تطبيقات أساسية
تكمن أهمية الكيمياء في الاستخدامات المتعددة التي تملكها اليوم. يتم استخدامه في مجالات مهمة مثل الطعام أو الدواء.
يتم تعريف الكيمياء على أنها العلوم التجريبية التي تدرس خصائص المواد والأشكال الأولية للمادة. بنفس الطريقة ، فإنه يدرس الطاقة والتفاعلات بينها وبين المادة.
لأن كل شيء يتكون من المادة ، والكيمياء هي واحدة من أهم فروع العلم. حتى الكائنات الحية تتكون من عناصر كيميائية تتفاعل مع بعضها البعض. يسمح لنا هذا العلم بفهم العلاقات بين الكائنات الحية والعالم المحيط بها.
في الوقت الحاضر ، تخصصت الكيمياء في الفروع المختلفة المرتبطة بمجالات المعرفة المختلفة. على سبيل المثال ، علم الأحياء والفيزياء والطب ، من بين أمور أخرى.
أهمية الكيمياء في المجالات المختلفة
1- الكيمياء والطب
معظم الأدوية مصنوعة من مواد عضوية ، وهذا هو السبب في أن الدواء ، الذي يفهم كمنطقة دراسة ، يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالكيمياء العضوية.
المضادات الحيوية والأدوية المضادة للسرطان والمسكنات والتخدير هي بعض الأدوية المصنوعة من المواد العضوية.
2- الكيمياء والغذاء
الأطعمة مصنوعة من الكربون ، موضوع دراسة الكيمياء العضوية. الكربوهيدرات هي المثال الأكثر وضوحا للتركيب الكيميائي للأطعمة.
يشير المصطلح نفسه إلى الكربون والهيدروجين (في الواقع ، تتكون الكربوهيدرات من جزيء من الكربون ، واحد من الهيدروجين ، بالإضافة إلى واحد من الأكسجين - CHO) ؛ تحتوي البروتينات (NH2-CH-COOH) والدهون (CH-COO-CH) أيضًا على الكربون ، حتى الفيتامينات مادة عضوية.
من خلال الكيمياء ، يمكنك دراسة كمية الكربوهيدرات والبروتينات والدهون والفيتامينات التي يحتاجها جسم الإنسان في ظروف مختلفة. على سبيل المثال ، أثناء الحمل ، يوصى باستهلاك الفيتامينات (مثل حمض الفوليك) ؛ بينما ، إذا كنت ترغب في ضبط لون الجسم ، يوصى بتناول نظام غذائي غني بالبروتينات.
3- عوامل كيميائية وتعقيم
تتكون معظم عوامل التعقيم ، مثل الفينول والفورمالديهايد ، من الكربون ، وهو عنصر تمت دراسته بواسطة الكيمياء العضوية (كما ذكر أعلاه). هذه المعقمات القائمة على الكربون فعالة في إزالة البكتيريا والميكروبات الأخرى.
4- الكيمياء والاقتصاد
العديد من مركبات الكربون ، مثل الماس والجرافيت والنفط تعتبر ذات قيمة كبيرة. الماس والجرافيت عبارة عن كربون نقي بدون أي عنصر آخر في الداخل وكلاهما لهما مجموعة متنوعة من الاستخدامات كما أنهما مكلفان للغاية.
يعتبر النفط من جانبه أحد أكثر الموارد قيمة في العالم ، وهو من أكثر الاقتصاديات نفوذاً من الناحية الاقتصادية. يمكن تحويل هذا من خلال عمليات كيميائية مختلفة لتوليد موارد أخرى قد يحتاجها البشر ، مثل البنزين والإطارات وغيرها.
وبهذا المعنى ، تعد الكيمياء مفيدة للغاية في صناعة النفط ، حيث يمكن من خلال هذه العمليات العلمية تطوير الزيت لتحويل النفط وتحقيق أقصى استفادة من هذا المورد.
5. الكيمياء والزراعة
الأسمدة هي مواد كيميائية عضوية أو غير عضوية تضاف إلى التربة لتزويدها بالمواد المغذية اللازمة لجعلها منتجة.
تشير بعض الدراسات التي أجريت في مجال الزراعة إلى أن استخدام الأسمدة التجارية يمكن أن يزيد الإنتاج الزراعي بنسبة تصل إلى 60 ٪. لهذا السبب ، تعتمد الزراعة حاليًا على التقدم العلمي ، وخاصة في مجال الكيمياء ، لأنها تسمح بتحسين الإنتاج.
الأسمدة العضوية وغير العضوية تزيد الإنتاج الزراعي إلى الحد الأقصى إذا استخدمت بكميات مناسبة. ومع ذلك ، تحتوي المنتجات العضوية على تركيز أعلى للمواد الكيميائية اللازمة لنمو النبات.
6- الكيمياء والبيولوجيا
تتزامن البيولوجيا مع الكيمياء في دراسة الهياكل على المستوى الجزيئي. بالطريقة نفسها ، فإن مبادئ الكيمياء مفيدة في بيولوجيا الخلية لأن الخلايا تتكون من مواد كيميائية.
في الوقت نفسه ، داخل كائن حي تحدث عمليات كيميائية متعددة ، مثل الهضم والتنفس والتمثيل الضوئي في النباتات ، وغيرها.
في هذا المعنى ، لفهم علم الأحياء ، من الضروري فهم قواعد الكيمياء ، مثل فهم الكيمياء ، من الضروري معرفة علم الأحياء.
من التفاعل بين البيولوجيا والكيمياء ، تنشأ التخصصات المتعددة ، من بينها البيئة الكيميائية والكيمياء الحيوية والتكنولوجيا الحيوية.
7- البيئة الكيميائية
البيئة الكيميائية هي مجال متعدد التخصصات للبحث بين الكيمياء والبيولوجيا يدرس الآليات الكيميائية التي تتحكم في التفاعلات بين الكائنات الحية.
تستخدم جميع الكائنات "إشارات" كيميائية لنقل المعلومات ، والتي تعرف باسم "اللغة الكيميائية" ، أقدم نظام اتصال. وبهذا المعنى ، فإن البيئة الكيميائية هي المسؤولة عن تحديد وتوليف المواد المستخدمة لنقل هذه المعلومات.
بدأ التعاون بين البيولوجيا والكيمياء بعد أن اكتشف البروفيسور جان هنري فابر أن العث من الإناث من الأنواع Saturnia pyri أو الطاووس الليلي ، جذبت الذكور بغض النظر عن المسافة.
ابتداء من عام 1930 ، حاول الكيميائيون وعلماء الأحياء من وزارة الزراعة بالولايات المتحدة الأمريكية تحديد المواد التي تدخل في عملية جذب العث المختلفة.
بعد سنوات ، في عام 1959 ، ابتكر كارلسون ولوشير مصطلح "الفيرومونات" (من "pherein" اليونانية ، لنقل ، و "horman" العربية ، لإثارة) لتصنيف المواد التي طردها كائن حي والتي تولد سلوكًا معينًا أو تفاعلًا في فرد آخر من نفس النوع.
8- الكيمياء الحيوية
الكيمياء الحيوية هي فرع من العلوم مسؤول عن دراسة العمليات الكيميائية التي تحدث داخل كائن حي أو مرتبطة به. الكيمياء الحيوية يركز هذا العلم على المستوى الخلوي ، حيث يدرس العمليات التي تحدث داخل الخلايا والجزيئات التي تصنعها ، مثل الدهون والكربوهيدرات والبروتينات.
9- الكيمياء والتقنية الحيوية
بكلمات بسيطة ، التكنولوجيا الحيوية هي تقنية قائمة على البيولوجيا. التكنولوجيا الحيوية هي مجال واسع تتفاعل فيه علوم أخرى مثل الكيمياء ، علم الأحياء الدقيقة ، علم الوراثة ، من بين أمور أخرى.
الغرض من التكنولوجيا الحيوية هو تطوير تكنولوجيات جديدة من خلال دراسة العمليات البيولوجية والكيميائية والكائنات الحية والخلايا ومكوناتها. منتجات التكنولوجيا الحيوية مفيدة في مختلف المجالات ، بما في ذلك الزراعة والصناعة والطب. تقسم التكنولوجيا الحيوية إلى ثلاثة مجالات:
• التكنولوجيا الحيوية الحمراء
• التكنولوجيا الحيوية الخضراء
• التكنولوجيا الحيوية البيضاء
تشمل التكنولوجيا الحيوية الحمراء استخدامات هذا العلم فيما يتعلق بالطب ، مثل تطوير اللقاحات والمضادات الحيوية.
تشير التكنولوجيا الحيوية الخضراء إلى تطبيق التقنيات البيولوجية في النباتات ، لتحسين جوانب معينة منها ؛ تعد المحاصيل المعدلة وراثيا مثالا على التكنولوجيا الحيوية الخضراء.
أخيرًا ، التكنولوجيا الحيوية البيضاء هي تقنية حيوية تستخدم في العمليات الصناعية ؛ يقترح هذا الفرع استخدام الخلايا والمواد العضوية لتوليف وتحطيم بعض المواد ، بدلاً من استخدام البتروكيماويات.
10- الهندسة الكيميائية
الهندسة الكيميائية هي فرع من فروع الهندسة مسؤول عن دراسة الطرق التي يتم بها تحويل المواد الخام لإنتاج منتجات مفيدة وقابلة للتسويق.
يتضمن هذا الفرع من الهندسة دراسة خصائص هذه المواد لفهم العمليات التي ينبغي استخدامها في تحويل كل من هذه المواد وما هي أفضل طريقة لاستخدامها.
تشمل الهندسة الكيميائية أيضًا التحكم في مستويات التلوث وحماية البيئة والحفاظ على الطاقة ، وتلعب دورًا مهمًا في تطوير الطاقات المتجددة.
إنه يشكل نظامًا متعدد التخصصات ، لأنه يعتمد على الفيزياء والرياضيات والعلوم البيولوجية والاقتصاد وبالطبع الكيمياء.
التطور التاريخي للكيمياء كنظام
لقد وجدت الكيمياء كممارسة منذ عصور ما قبل التاريخ ، عندما بدأ الكائن البشري في التلاعب بالمواد التي كانت متاحة لهم حتى تكون مفيدة.
اكتشف النار والتلاعب بها لطهي طعامه ، وكذلك لإنتاج الأواني الفخارية المقاومة ؛ لقد تعامل مع المعادن وخلق سبائك من بينها ، مثل البرونز.
في العصور القديمة ، بدأوا في البحث عن تفسيرات للعمليات الكيميائية ، حتى ذلك الحين اعتبروا السحر.
في هذه الفترة اقترح الفيلسوف اليوناني أرسطو أن هذه المادة تشكلت من خلال العناصر الأربعة (الماء والأرض والنار والهواء) ، مختلطة بنسب مختلفة لتنتج مواد مختلفة.
ومع ذلك ، لم يؤمن أرسطو بالتجربة (الأساس الأساسي للكيمياء) كوسيلة لإثبات نظرياته.
في وقت لاحق ، في العصور الوسطى ، تم تطوير الخيمياء (العلوم المظلمة في اليونانية) ، "العلم" التي تفاعلت المعرفة حول المواد والسحر والفلسفة.
قدم الكيميائيون مساهمات كبيرة في الكيمياء المعروفة اليوم ؛ على سبيل المثال ، درسوا عمليات مثل التسامي والبلورة ، وقبل كل شيء ، طوروا طريقة تعتمد على الملاحظة والتجريب.
في العصر الحديث ، ولدت الكيمياء كعلم تجريبي وتطورت بقوة أكبر في العصر المعاصر ، مع النظرية الذرية لجون دالتون. في هذه الفترة ، تم تطوير فروع الكيمياء: العضوية ، غير العضوية ، الكيمياء الحيوية ، التحليلية ، من بين أمور أخرى.
تنقسم الكيمياء حاليًا إلى فروع أكثر تخصصًا وتؤكد على طبيعتها متعددة التخصصات ، نظرًا لأنها مرتبطة بمجالات متعددة من المعرفة (علم الأحياء ، والفيزياء ، والطب ، وغيرها).
استنتاج
بعد دراسة بعض المجالات التي تتدخل فيها الكيمياء ، يمكن القول أن هذا العلم له أهمية كبيرة بسبب طبيعته المتعددة التخصصات.
هذا هو السبب في أن الكيمياء يمكن أن "ترتبط" مع التخصصات الأخرى ، مثل البيولوجيا والهندسة والتكنولوجيا ، مما يؤدي إلى مجالات جديدة للدراسة مثل الكيمياء الحيوية والهندسة الكيميائية والتكنولوجيا الحيوية.
وبنفس الطريقة ، تشكل الكيمياء تخصصًا متعدد التخصصات ، مما يعني أن المعرفة التي ينتجها هذا العلم تستفيد منها تخصصات أخرى دون إنشاء مجال جديد للدراسة.
في هذا المعنى ، تفضل الطبيعة متعددة التخصصات للكيمياء الزراعة والطب ، على سبيل المثال لا الحصر.
تسمح العلاقة بين الكيمياء والعلوم الأخرى بتحسين نوعية الحياة ، لأنها تتيح إنتاج الأدوية ، وتحسين الأنشطة الاقتصادية (مثل الزراعة وصناعة النفط) ، وتطوير تكنولوجيات جديدة وحماية البيئة. . في الوقت نفسه ، يسمح بمعرفة العالم المحيط بنا بعمق أكبر.
