Wat Is Chemie?

{h1}

Chemie is de studie van materie, de eigenschappen ervan, hoe en waarom stoffen samenkomen of scheiden om andere stoffen te vormen, en hoe stoffen in wisselwerking staan ​​met energie.

Chemie is de studie van materie, de eigenschappen ervan, hoe en waarom stoffen samenkomen of scheiden om andere stoffen te vormen, en hoe stoffen in wisselwerking staan ​​met energie. Veel mensen zien chemici als wetenschappers met witte coating die vreemde vloeistoffen in een laboratorium mengen, maar de waarheid is dat we allemaal chemici zijn. Het begrijpen van elementaire chemieconcepten is belangrijk voor bijna elk beroep. Chemie maakt deel uit van alles in ons leven.

Elk bestaand materiaal bestaat uit materie - zelfs ons eigen lichaam. Chemie is betrokken bij alles wat we doen, van het verbouwen en koken van voedsel tot het schoonmaken van onze huizen en lichamen tot het lanceren van een spaceshuttle. Chemie is een van de natuurwetenschappen die ons helpen onze wereld te beschrijven en te verklaren.

Vijf takken

Er zijn vijf belangrijke takken van chemie, die elk veel studiegebieden kennen.

Analytische scheikunde maakt gebruik van kwalitatieve en kwantitatieve observatie om de fysische en chemische eigenschappen van stoffen te identificeren en te meten. In zekere zin is alle chemie analytisch.

Fysische chemie combineert chemie met fysica. Natuurkundigen bestuderen hoe materie en energie op elkaar inwerken. Thermodynamica en kwantummechanica zijn twee van de belangrijke takken van de fysische chemie.

Organische chemie bestudeert specifiek verbindingen die het element koolstof bevatten. Carbon heeft veel unieke eigenschappen waardoor het complexe chemische bindingen en zeer grote moleculen kan vormen. Organische chemie staat bekend als de "Chemistry of Life" omdat alle moleculen waaruit levend weefsel bestaat koolstof als onderdeel van hun samenstelling hebben.

Anorganische scheikunde bestudeert materialen zoals metalen en gassen die geen koolstof bevatten als onderdeel van hun samenstelling.

Biochemie is de studie van chemische processen die plaatsvinden in levende organismen.

Vakgebieden

Binnen deze brede categorieën zijn talloze vakgebieden, waarvan er vele belangrijke effecten hebben op ons dagelijks leven. Chemici verbeteren veel producten, van het voedsel dat we eten en de kleding die we dragen tot de materialen waarmee we onze huizen bouwen. Chemie helpt ons milieu te beschermen en zoekt naar nieuwe energiebronnen.

Voedsel scheikunde

De voedingswetenschap behandelt de drie biologische componenten van voedsel - koolhydraten, lipiden en eiwitten. Koolhydraten zijn suikers en zetmeel, de chemische brandstoffen die nodig zijn om onze cellen te laten functioneren. Lipiden zijn vetten en oliën en zijn essentiële onderdelen van celmembranen en voor het smeren en kussen van organen in het lichaam. Omdat vetten 2,25 keer de energie per gram hebben dan koolhydraten of eiwitten, proberen veel mensen hun inname te beperken om overgewicht te voorkomen. Eiwitten zijn complexe moleculen die bestaan ​​uit 100 tot 500 of meer aminozuren die aan elkaar worden geketend en gevouwen tot driedimensionale vormen die nodig zijn voor de structuur en functie van elke cel. Onze lichamen kunnen enkele van de aminozuren synthetiseren; maar acht van hen, de essentiële aminozuren, moeten als onderdeel van ons voedsel worden ingenomen. Voedselwetenschappers houden zich ook bezig met de anorganische bestanddelen van voedsel, zoals het watergehalte, mineralen, vitaminen en enzymen.

Voedingsdeskundigen verbeteren de kwaliteit, veiligheid, opslag en smaak van ons voedsel. Voedingschemici kunnen werken voor de particuliere industrie om nieuwe producten te ontwikkelen of de verwerking te verbeteren. Ze kunnen ook werken voor overheidsinstanties zoals de Food and Drug Administration om voedselproducten en handlers te inspecteren om ons te beschermen tegen besmetting of schadelijke praktijken. Voedselchemici testen producten om informatie te leveren die wordt gebruikt voor de voedingsetiketten of om te bepalen hoe verpakking en opslag de veiligheid en kwaliteit van het voedsel beïnvloeden. Smaakmakers werken met chemicaliën om de smaak van voedsel te veranderen. Chemici kunnen ook werken aan andere manieren om de sensorische aantrekkelijkheid te verbeteren, zoals het verbeteren van kleur, geur of textuur.

Milieuchemie

Milieuchemici bestuderen hoe chemicaliën in wisselwerking staan ​​met de natuurlijke omgeving. Milieuchemie is een interdisciplinaire studie die zowel analytische chemie als een begrip van milieuwetenschappen omvat. Omgevingschemici moeten eerst de chemische en chemische reacties begrijpen die aanwezig zijn in natuurlijke processen in het bodemwater en de lucht. Bemonstering en analyse kunnen vervolgens bepalen of menselijke activiteiten het milieu hebben vervuild of schadelijke reacties hebben veroorzaakt om het te beïnvloeden.

Waterkwaliteit is een belangrijk gebied van de milieuchemie. "Zuiver" water bestaat niet in de natuur; er zitten altijd wat mineralen of andere substantie in. Waterkwaliteitchemici testen rivieren, meren en oceaanwater op kenmerken zoals opgeloste zuurstof, zoutgehalte, troebelheid, gesuspendeerde sedimenten en pH. Water dat bestemd is voor menselijke consumptie moet vrij zijn van schadelijke verontreinigingen en kan worden behandeld met additieven zoals fluoride en chloor om de veiligheid ervan te vergroten.

Landbouwchemie

Landbouwchemie houdt zich bezig met de stoffen en chemische reacties die betrokken zijn bij de productie, bescherming en het gebruik van gewassen en vee. Het is een zeer interdisciplinair veld dat afhankelijk is van de banden met vele andere wetenschappen. Landbouwchemici kunnen samenwerken met het ministerie van Landbouw, de Environmental Protection Agency, de Food and Drug Administration of de particuliere sector. Landbouwchemici ontwikkelen meststoffen, insecticiden en herbiciden die nodig zijn voor grootschalige gewasproductie. Ze moeten ook controleren hoe deze producten worden gebruikt en wat hun impact op het milieu is. Voedingssupplementen zijn ontwikkeld om de productiviteit van vlees- en melkveestapels te verhogen.

Agrarische biotechnologie is een snelgroeiende focus voor veel landbouwchemici.Genetisch manipuleren van gewassen om resistent te zijn tegen de herbiciden die worden gebruikt om onkruid in het veld te bestrijden, vereist gedetailleerd begrip van zowel de planten als de chemicaliën op moleculair niveau. Biochemici moeten genetica, chemie en bedrijfsbehoeften begrijpen om gewassen te ontwikkelen die gemakkelijker te vervoeren zijn of die een langere houdbaarheid hebben.

Chemische technologie

Chemische ingenieurs onderzoeken en ontwikkelen nieuwe materialen of processen met chemische reacties. Chemische engineering combineert een achtergrond in de chemie met technische en economische concepten om technologische problemen op te lossen. Chemische engineering banen vallen uiteen in twee hoofdgroepen: industriële toepassingen en ontwikkeling van nieuwe producten.

Industrieën vereisen chemische ingenieurs om nieuwe manieren te bedenken om de fabricage van hun producten eenvoudiger en kosteneffectiever te maken. Chemisch ingenieurs zijn betrokken bij het ontwerpen en exploiteren van verwerkingsfabrieken, ontwikkelen veiligheidsprocedures voor het omgaan met gevaarlijke materialen en houden toezicht op de productie van bijna elk product dat we gebruiken. Chemische ingenieurs werken aan de ontwikkeling van nieuwe producten en processen op elk gebied, van geneesmiddelen tot brandstoffen en computercomponenten.

Geochemie

Geochemici combineren chemie en geologie om de samenstelling en interactie tussen stoffen in de aarde te bestuderen. Geochemisten kunnen meer tijd doorbrengen in veldstudies dan andere soorten chemici. Velen werken voor de U.S. Geological Survey of de Environmental Protection Agency bij het bepalen hoe mijnactiviteiten en afvalstoffen de waterkwaliteit en het milieu kunnen beïnvloeden. Ze kunnen reizen naar afgelegen verlaten mijnen om monsters te verzamelen en ruwe veldevaluaties uit te voeren en vervolgens een stroom door het stroomgebied te volgen om te evalueren hoe verontreinigingen door het systeem bewegen. Petroleumgeochemisten zijn in dienst van olie- en gasbedrijven om nieuwe energiereserves te vinden. Ze kunnen ook werken op pijpleidingen en olieplatforms om chemische reacties te voorkomen die explosies of morsen kunnen veroorzaken.

Forensische chemie

Forensisch chemici verzamelen en analyseren het fysieke bewijs achtergelaten op een plaats delict om de identiteit van de betrokken personen te helpen bepalen en om andere belangrijke vragen over hoe en waarom de misdaad is uitgevoerd te beantwoorden. Forensische chemici gebruiken een breed scala aan analyzatiemethoden, zoals chromatografie, spectrometrie en spectroscopie.

In nieuw onderzoek dat verscheen in het Journal of the American Society of Mass Spectrometry, trainden wetenschappers van de afdeling chemie van de Louisiana State University (LSU) lasertechnologie toe op het gebied van de forensische wetenschap.

Ze ontwikkelden een systeem dat verder gaat dan de identificatie van een vingerafdruk. De techniek kan moleculen bevatten die zich in een vingermerk bevinden, inclusief lipiden, eiwitten, genetisch materiaal of zelfs sporenhoeveelheden explosieven, die verder kunnen worden geanalyseerd. De nieuwe tool neemt in wezen het mysterie weg uit het identificeren van de chemische samenstelling van vingerafdrukken op plaatsen delict.

Het gereedschap stelt een laser - met behulp van spiegels en optische vezels - scherp op een oppervlak met een vingerafdrukken. De laser verwarmt vervolgens water of vocht op het oppervlak, waardoor chemische bindingen in het water worden opgerekt om te rekken en te trillen, volgens het LSU College of Science Blog. Al deze gerichte energie zorgt ervoor dat het water "explodeert", verandert het in een gas en scheidt biomoleculen zoals DNA. Dit proces wordt laserablatie genoemd.

Vervolgens trekt een klein vacuümpompsysteem het water en de moleculen in een klein filter dat alles van de vinger van een persoon achterlaat. Forensische wetenschappers kunnen dan de inhoud in een analyse-inrichting plaatsen, zoals een massaspectrometer of een gaschromatografie-massaspectrometer.

Belangrijk is dat deze laserablatiemethode gemakkelijk vingerafdrukken kan vangen op poreuze oppervlakken, zoals karton (waarop traditionele forensische methoden niet erg succesvol zijn geweest).

Om hun nieuwe techniek te testen, plaatsten de onderzoekers vingerafdrukken op veel verschillende soorten oppervlakken, waaronder glas, plastic, aluminium en karton. Deze vingervliezen waren doorspekt met stoffen zo divers als cafeïne, antiseptische room, condoomsmeermiddelen en TNT, volgens het LSU College of Science Blog. Na elke vingertopvangst konden de chemici deze stoffen identificeren met behulp van massaspectrometrie.

Aanvullende rapportage door Traci Pedersen, medewerker van WordsSideKick.com.

Aanvullende bron

  • American Chemical Society

Video Supplement: Chemie is overal - moodfilm.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com