الكيمياء علم دراسة المادة وخصائصها، وفيه يتم تفسير كيفية اتحاد المواد أو فصلهم وكيف تتفاعل المواد مع الطاقة، وهي جزء من كل شيء في الحياة، تدخل في صناعة الطعام والشراب وفي الزراعة والفضاء وصنع المعدات المختلفة، وسنتعرف في هذا المقال على تعريف علم الكيمياء وأقسامه.
تعريف علم الكيمياء
فروع علم الكيمياء
هناك 5 فروع مختلفة لعلم الكيمياء كل منها يختص في مجال محدد :
- كيمياء تحليلية: وفيه يتم استخدمم الملاحظة النوعية والكمية لتحديد وقياس الخواص الفيزيائية والكيميائية للمواد.
- كيمياء فيزيائية: وهو فرع يجمع بين الكيمياء والفيزياء، حيث يدرس الكيميائيون الفيزيائيون كيفية تفاعل المادة والطاقة، وتعد الديناميكا الحرارية والميكانيكا هما من الفروع الهامة للكيمياء الفيزيائية.
- كيمياء عضوية: وفيها يتم دراسة المركبات التي تحتوي على عنصر الكربون، يحتوي الكربون على العديد من الخصائص الفريدة التي تسمح له بتكوين روابط كيميائية معقدة وجزيئات كبيرة جدًا، وتُعرف الكيمياء العضوية باسم كيمياء الحياة لأن جميع الجزيئات التي تشكل الأنسجة الحية تحتوي على الكربون كجزء من تركيبها.
- كيمياء غير عضوية: فرع يدرس مواد مثل المعادن والغازات التي لا تحتوي على الكربون كجزء من تركيبها.
- كيمياء حيوية: هي دراسة العمليات الكيميائية التي تحدث داخل الكائنات الحية.
مجالات دراسة الكيمياء
في تعريف علم الكيمياء، هناك مجالات لا حصر لها من الدراسة والعديد منها له آثار مهمة على حياتنا اليومية،حيث يعمل الكيميائيون على تحسين العديد من المنتجات سواء من الطعام الذي نأكله أو الملابس التي نرتديها إلى المواد التي نبني بها منازلنا، وبالتالي تساعد الكيمياء في حماية البيئة والبحث عن مصادر جديدة للطاقة.
كيمياء الطعام
يتعامل علم الأغذية مع المكونات البيولوجية الثلاثة للطعام وهم الكربوهيدرات والدهون والبروتينات.
- الكربوهيدرات هي السكريات والنشويات والوقود الكيميائي اللازم لعمل خلايا الجسم.
- الدهون هي أجزاء أساسية من أغشية الخلايا وتعمل على تليين الأعضاء الموجودة داخل الجسم، ونظرًا لأنها تحتوي على 2.25 أضعاف الطاقة لكل جرام مقارنة بالكربوهيدرات أو البروتينات، لذا يحاول الكثير من الناس الحد من تناولهم لتجنب زيادة الوزن.
- البروتينات جزيئات معقدة تتكون من 100 إلى 500 من الأحماض الأمينية التي يتم ربطها معًا في أشكال ثلاثية الأبعاد لتكوين مجسمات ضرورية لتركيب ووظيفة كل خلية، وأجسامنا يمكن أن تقوم بتصنيع بعض الأحماض الأمينية، ولكن 8 منهم يحتاجهم الجسم من الطعام الخارجي.
يهتم علماء الأغذية بالمكونات غير العضوية للأغذية مثل محتواها من الماء والمعادن والفيتامينات والإنزيمات.
يأتي دور الكيميائيون المختصون بهذا المجال في تحسين جودة وسلامة وتخزين وطعم الطعام، ويعملون في مجال الأغذية مع القطاع الخاص لتطوير منتجات جديدة أو تحسين المعالجة وقد يعملون مع الوكالات الحكومية مثل إدارة الغذاء والدواء لفحص المنتجات الغذائية ولحمايتنا من التلوث.
يقوم الكيميائيون الغذائيون باختبار المنتجات لتوفير المعلومات المستخدمة في ملصقات التغذية أو لتحديد كيفية تأثير التعبئة والتغليف والتخزين على سلامة وجودة الطعام، ويتم تصنيع بعض النكهات من المواد الكيميائية والتي تضاف لتغيير مذاق الطعام أو لتحسين اللون أو الرائحة أو الملمس.
الكيمياء البيئية
يدرس الكيميائيون البيئيون كيفية تفاعل المواد الكيميائية مع البيئة الطبيعية، وهي دراسة متعددة التخصصات تشتمل على كل من الكيمياء التحليلية وفهم العلوم البيئية مثل فهم المواد الكيميائية والتفاعلات الكيميائية الموجودة في العمليات الطبيعية في مياه التربة والهواء.
يقوم الكيميائيون البيئيون بأخذ عينات لتحليل البيئة لضمان عدم تلوثها، كما يقومون بتحليل جودة المياه باختبار الأنهار والبحيرات ومياه المحيط بحثًا عن بعض الخصائص الهامة مثل كمية الأكسجين المذاب ودرجة الملوحة ومستوى التعكر ونسبة الرواسب المعلقة ودرجة الحموضة، بحيث أن تكون المياه المخصصة للاستهلاك البشري خالية من الملوثات الضارة ويمكن معالجتها بمواد مضافة مثل الفلورايد والكلور لزيادة سلامتها.
الكيمياء الزراعية
مجال من مجالات الكيمياء المختصة بدراسة المواد والتفاعلات الكيميائية الخاصة بالمحاصيل الزراعية وهو من أهم مجالات دراسة الكيمياء ويختص به قسم الزراعة ومؤسسة حماية البيئة ومنظمة الغذاء والدواء، ويعمل المتخصصون في هذا المجال على تطوير المحاصيل الزراعية عن طريق تطوير السماد والمبيدات الحشرية وتأثيرها على سلامة المحصول وسلامة البيئة.
ويتوجب على متخصصي ذلك القسم فهم علم الوراثة والكيمياء واحتياجات العمل لتطوير المحاصيل التي يسهل نقلها أو التي لها عمر افتراضي أطول، لأنها ستساهم بشكل رئيسي في دخل الفرد والدول.
المراجع
مصدر 1
