شیمی یعنی زندگی !

حتما شنیدی که خیلیا میگن شیمی یعنی زندگی! تا بحال با خودت فکر کردی که چرا شیمی امروزه به یه دانش خیلی مهم تبدیل شده? امروزه تو خیلی از صنایع دانش شیمی جای خیلی مهمی واسه خودش باز کرده، از صنایع دارویی گرفته تا صنایع پلاستیکی، از کف دریاها تا سیارات دیگه، همیشه همه جا یه رد پایی از علم شیمی هست. در این مقاله میخوام راجع به دانش شیمی گستردگیش و اهمیتش براتون صحبت کنم. اول از همه بهتره بدونیم که کلمه شیمی از کجا بوجود اومده و مفهوم کلیش چیه!

تاریخچه علم شیمی

شیمی چیست؟

شیمی علمی است که در اون دانشمندا ساختار مواد و تغییر شکل مواد رو بررسی میکنن. همونطور که میدونی مواد شامل عناصر و اتم هایی هستن که با استفاده از پیوندهایی به همدیگه متصل شدن، حالا این مواد در شکل های مختلفی ممکنه وجود داشته باشن. در حالت کلی مواد در طبیعت به سه شکل جامد و مایع و گاز وجود دارن. آب یکی از عناصر ضروری موجود بر روی کره ی زمین هستش که به شکل مایع هستش و نقش خیلی حیاتی رو برای انسانها و سایر جانداران روی کره زمین داره، اگه آب نباشه ادامه زندگی برروی کره ی زمین ممکن نیست. شکل دیگر مواد که باهاش سرو کار داریم گاز هستش. اکسیژنی که تنفس میکنی یه نوع گازه ، میدونی که مثل آب، اگه اکسیژنم نباشه ثانیه ای زندگی روی کره ی زمین ممکن نیست، تقریبا در تمام جهان هستی و سیارات دیگه گاز وجود داره و محیط سیارات و یا به اصطلاح اتمسفرشون با گاز پوشیده شده، حتی سطح خورشید هم که بسیار داغ و سوزان هستش از گازهای خیلی مهمی پرشده که با انفجار این گازها گرمای زیادی حاصل میشه که حیات رو برروی کره ی زمین برای انسانها و سایر جانداران ممکن میکنه. شکل دیگر ماده که اشاره کردم جامد هستش. سنگها کوه ها، و اشیایی که دورو برت میبینی اکثرا جامد هستن. در همه این مواردی که توضیح دادم همونطور که میبینی میتونی ردپایی از شیمی پیدا کنی، از آب گرفته تا انفجار گازهای خطرناک در سطح خورشید که زندگی رو روی کره ی زمین برای ما ممکن ساختن. شیمیدانها با استفاده از علمشون میتونن تمام این واکنشهایی که در اطرافمون رخ میدن رو توضیح بدن، پس همنطوری که میبینی برای هر اتفاقی در اطرافمون حتی در سیارات دیگه هم شیمی چیزی برای توضیح دادن داره، پس بریم که بیشتر با این علم شیرین آشنا بشیم.

تاریخچه علم شیمی

تاریخچه علم شیمی

میخوای بدونی که شیمی از کجا بوجود اومد و چه چیزایی از ابتدا منجر به پیدایش این علم شیرین شدن?

یونانی ها در زمان قدیم که افکار خرافه پرستی در اون زمان خیلی رایج بوده متمایل به انجام کارهای عجیب و غریب بودن، مثلا مردم در اون زمان چون طلا خیلی ارزشمند بوده، خیلی دوست داشتن که بتونن از یه فلز دیگه مثلا مس که ظاهرا به طلا خیلی شباهت داره؛ طلا به دست بیارن، اونا اسم این تغییر رو کیمیا گذاشتن، کلمه کیمیا همونطور که گفتم از واژه یونانی گرفته شده که به معنی تغییر و تحوله! بعد از اون دانش شیمی وارد دنیای مسلمانان شد که بیشتر مسلمونها در اون زمان عرب بودن. بعد از عربها اروپاییان با تقلید از عربها شیمی رو وارد دنیای خودشون کردن و به این ترتیب دانش شیمی در سراسر جهان پخش شد و امروز تغییر و تحول و پیشرفتهای خیلی بزرگی در این علم شیرین به وقوع پیوسته.

همونطور که میدونی از نظریه های خیلی مهم که اساس حیات رو توضیح میده نظریه اتمی هستش و دانش شیمی به رسایی و خوبی این نظریه رو توضیح داده، بخاطر این اصل ساده و مهم هستش که دانشمندان شیمی رو به عنوان یه علم تاثیر گذار معرفی میکنن! این اصل رو بیشتر به عنوان اصل بقای جرم میشناسن.

 

اصل بقای جرم چیست?اصل بقای جرم چیست؟

اصل بقای جرم یه اصل خیلی ساده و در عین حال خیلی مهمه که میگه وقتی یه واکنش شیمیایی انجام میشه هیچی به اون ماده اضافه و یا ازش کم نمیشه. فقط در پایان واکنش همون عناصر به یه شکل دیگه به هم متص میشن و به این ترتیب ماده یا مواد جدیدی از همون ماده اولیه بدست میاد.

به مفهوم ساده تر اگه بخوام این قانونو واست توضیح بدم میتونم اینطوری بگم که اگه یه ماده داری که پنجاه تا اتم داشته باشه، بعد از انجام واکنش همین پنجاه تا اتم رو دوباره خواهی داشت منتها به یه شکل دیگه. جالبه نه?

 

پیشگامان دانش علم شیمی

 

پیشگامان دانش علم شیمی

همونطور که گفتم در گذشته یونانیها با انجام کارهای جادوگری و عقاید خراف پرستی درصدد تبدیل مس به طلا بودن و به این ترتیب در گذشته مرزی بین کیمیا گری و علم شیمی جدید وجود نداشت؛ تا اینکه دانشمند مشهور و بزرگ رابرت بویل در سال ۱۶۶۱ کتابی به اسم شیمی دان شکاک نوشت که بعد از اون با انجام پژوهشهای بسیاری دانشمندان مرز بین واژه ی کیمیا و شیمی رو روشن تر کردن.

از گذشته انسان علایق زیادی به کنترل نیروهای طبیعی که در محیط اطرافمون قرار دارن داشته؛ یکی از عناصری که میشناسیم و میدونیم که نقش خیلی مهمی روی کره ی زمین داره آتش هستش که فرآیند سوختن هم جزئی از ویژگی های آتش به حساب میاد، انسانها از دنیای باستان به این عنصر توجه زیادی نشون دادن و کارهای زیادی از قدیم تا کنون با استفاده از این عنصر روی کره زمین انجام شده، انسانها در گذشته آتش رو بسیار مقدس میدونستن و کارهایی از جمله سفالگری؛ ذوب کردن فلزات یا آهنگری، درست کردن شیشه و  آجر پزی از جمله صنایع مورد علاقه انسان بودند که با استفاده از عنصر آتش انجام میدادن، اما نکته مهمی که میخوام بهش اشاره کنم اینه که تمام  مواردی که اینجا بهت توضیح دادم از آجر پزی گرفته تا شیشه گری همشون یه نوع واکنش شیمیایی هستن که انسانها در واقع در گذشته وقتی این کارارو انجام میدادن متوجه نبودن که دارن تغییر و تحول شیمیایی تو مواد بوجود میارن. در واقع تغییر و تحولات مهم در شیمی به دو دسته ی اصلی و کلی طبقه بندی میشن که عبارتد از تغییر و تحول فیزیکی و تغییر و تحول شیمیایی. تغییر فیزیکی تغییری هستش که در اون هیچ تغییری در ساختار اتم ها بوجود نمیاد فقط ممکنه اتم ها در یه آرایش دیگه بهم وصل بشن، و ما با تغییر اون آرایش میتونیم دوباره به همون ماده اولیمون برسیم؛ مثلا آب وقتی یخ میزنه یه تغییر فیزیکی انجام میشه، که اگه یخ رو گرما بدیم دوباره تبدیل به آب میشه. اما تغییر شیمیایی؛ تغییری هستش که یه ماده جدید وارد ساختار اتم ها میشه یا ساختار ماده به صورتی تغییر میکنه که به هیچ وجه نمیشه اونو به شکل اولیش برگردوند، مثلا سوختن گاز متان که محصولاتش دی اکسید کربن و آبه، بعد از سوختن گاز متان که به گاز شهری هم معروف هستش و ما تو خونه هامون برای گرم کردن تو بخاری ها استفاده میکنیم، وقتی میسوزه دی اکسید کربن از دودکش بخاری بیرون میره و قابل برگشت نیست. پس در کل فهمیدی که واکنش فیزیکی و شیمیایی به چه واکنشهایی میگن.

 

علم شیمی

 

قبلا اشاره کردم که یونانی ها از عنصر آتش برای انجام و درست کردن خیلی چیزها استفاده کردن که همه این موارد در دل خودشون یه واکنش شیمیایی داشتن.

 

این کارهای یونانیان زمینه ساز پیشرفت علم شیمی شد و بعدها این افراد تلاش کردن که بدونن چرا یه ماده خاص یه رنگ خاص و یه غلظت خاص و یه ویژگی شیمیایی خاصی داره!

از ابتدایی ترین پیشگامان علم شیمی میتونیم به فیلسوف مشهور یونانی، ارسطو اشاره کنیم. ارسطو در اون زمان اشاره کرد که جهان هستی از چهار عنصر اصلی آب و هوا و خاک و آتش ساخته شده است. هرچند که در اون زمان به طور ساده به این منابع نگاه میکردن و نمیدونستن که این مواد ارزشمند از چه واحدهایی ساخته شدن. مثلا عنصر آب از دو اتم اکسیژن و هیدروژن ساخته شده که اتم ها به شکل خیلی قشنگی و با زاویه های خاص کنار هم قرار گرفتن و آب رو بوجود آوردن. یا مثلا عنصر خاک در دل خودش هزاران ماده داره اما همونطور که میدونی مهم ترین عنصرش سیلیسه که این ماده مستحکم نقش بسیار کلیدی رو در ساختار سنگ ها و کانی ها ایفا میکنه. همونطور که میدونی سیلیس در ساختار دندونهامونم وجو د داره و امروزه شیمیدانها با تمرکز بر روی ویژگی های این عنصر ارزشمند سعی در تقلید از طبیعت دارن و با واکنشهایی شیمییایی خاصی اقدام به ساخت موادی مشابه سیلیس کردن که از جمله کاربردهای اونا در ساخت تجهیزات پزشکی، مثلا دندانهای مصنوعی هستش که جلوتر بیشتر بهت راجع به دستاوردهای علم شیمی توضیح خواهم داد.

 

جابربن حیان پدر علم شیمی

 

جابربن حیان پدر علم شیمی

همونطور که قبلا بهت توضیح دادم، یونانی ها اولین افرادی بودن که مشتاق انجام واکنشهایی مثل تبدیل مس به طلا یا درست کردن معجون زندگی بودن که انسان بتونه هزاران سال باهاش جوان بمونه و هیچ وقت مرگ سراغش نیاد، اما همه اینا با شکست مواجه شدن و جواب این سوالا همیشه و تا به امروز بصورت راز در دل دانش شیمی مونده!

بعد از یونانی ها شیمی وارد دنیای اسلام شد و دانشمنان زیادی از اسلام کارهای ارزشمندی رو در زمینه دانش شیمی انجام دادن، از جمله دانشمندانی که کارهای بسیار ارزشمندی در زمینه علم شیمی انجام داد میتونیم به جابربن حیان اشاره کنیم.

این دانشمند بزرگ در اون زمان که تجهیزات زیادی هم وجود نداشت تونست اسیدها و بازها که دو دسته خیلی مهم از ترکیبات شیمیایی هستن رو از هم جدا کنه و به این خاطر اونو پدر علم شیمی نامگذاری کردن، دانشمندان زیادی هم مثل ابن سینا در رد کردن نظریه های خرافه پرستی یونانیان کارهای خیلی ارزشمندی انجام دادن. زکریای رازی رو هم که میشناسی، این دانشمندم در تهیه الکل معرف هستش و تونست در اون دوران با کمترین امکانات الکل روسنتز کنه. همونطور که میدونی الکل ها یه دسته خیلی خاص و معروف از ترکیبات شیمیایی هستن که کاربردهای بسیار زیادی در علم شیمی دارن. امروزه خیلی از واکنشهای بسیار معروف شیمیایی در بستر الکل ها انجام میشن، گذشته از اینا؛ این ترکیبات در ساخت بسیاری از داروهای ارزشمندم استفاده میشن. پس همونطور که میبینی دانشمندان دنیای اسلام تلاش های بسیاری در زمینه علم شیمی کردن و هنوزم که هنوزه دانشمندان کشورمون سخت تلاش میکنن تا بلکه بتونن با این دانش شیرین پیشرفت گسترده ای رو برای کشور عزیزمون ایران بوجود بیارن.

 

شیمی در ایران

 

شیمی در ایران

اما صحبت از کشور عزیزمون ایران شد، اینجا میخوام بهت مختصری راجع به چگونگی ورود علم شیمی به ایران بگم.

از قدیم تو ایرانم افراد بسیاری تلاش میکردن که مس رو به طلا تبدیل کنن، این چیزا اولین کارایی بودن که در زمینه ظهور علم شیمی تو ایران انجام شدن، بعد از اونم که زکریای رازی الکل رو کشف کرد و باعث معروف شدن ایران در این زمینه از شیمی شد.

مدرسه مهندسی در ایران بعد از جنگ جهانی اول باز شد که سالانه چندین نفر دانشجو میپذیرفتن در این دانشگاه، دانشجویان اصول و درسهای مهندسی رو یاد میگرفتن و بعد از اینکه دوره دوساله شون تموم میشد، به دانش آموختگان عنوان مهندس شیمی داده میشد، این اولین دانشکده شیمی تو ایران بود بیشتر شیمی تجزیه برای دانش جویان تدریس میشد. بعدها علوم شیمی در ایران فنی تر شد و گرایش های بیشتری به این علم اضافه شد. دانشگاه تهران به عنوان دومین دانشگاه تو ایران افتتاح شد که شامل رشته های شیمی با گستردگی های زیادتری بود،

پس از این دو دانشگاه؛ در سال ۱۳۳۴ دانشگاه صنعتی شریف و دانشگاه شیراز اقدام به ترویج اصول و شاخه های شیمی کردن، در سالهای بعد، دوره های شیمی رو به چندین دوره تقسیم بندی کردن که از اون جمله میتونیم به دوره کاردانی، برای رشته های فنی، دوره کارشناسی برای رشته های علوم تجربی و ریاضی فیزیک، دوره ارشد و دکترا اشاره کنیم.

 

 

شیمی یعنی زندگی

با جدول تناوبی عناصر یا به اصطلاح جدول مندلیف که آشنا هستی? این جدول شامل ۱۱۵ عنصر هستش که همه نوع عناصری روی که روی کره ی زمین پیدا میشن رو میتونی توی این جدول پیدا کنی، و همونطور اگه یه سری به کتب شیمی و وب سایتهای شیمی بزنی متوجه میشی که گاهی دانشمندان علم شیمی عناصر سنتزی یا طبیعی جدیدی رو به این جدول اضافه میکن.

 

 

جدول شیمی شامل 115 عنصر

 

از صحبت هایی که تا اینجا کردم حتما متوجه شدی که تا کنون شیمی در حیات و تمدن انسان نقش خیلی اساسی داشته و هرچی زندگی متمدن انسان پیشرفته تر میشه داخل شدن این علم هم در زندگی انسان متمدن بیشتر میشه، یه نگاه به اطراف خودت بکن، از لباسی که تنته، تا بدنه کامپیوتری که باهاش اومدی وبسایت نوجوان شاد، همگی از ترکیبات شیمیایی ساخته شدن!

بعضی از مواد شیمیایی کاملا طبیعی هستن مثل آب و هوا. که زندگی انسان کاملا به این دو ماده حیاتی بستگی داره. بعضی از مواد شیمیایی هم سنتزی هستن مثل پلاستیک ها که زندگی رو برامون راحت تر کردن. هرچند که در کنار این راحتی یه سری معایبی هم دارن که از جمله اونا میتونیم به آلودگی محیط زیست اشاره کنیم. که جلوتر بیشتر بهت راجع به این مسائل توضیح خواهم داد.

دانش شیمی زیر بنای خیلی از دانش های مهم مثل بیلوژی، پزشکی، دندان پزشکی و بخصوص داروسازی هستش.

برای مثال امروزه در دندان پزشکی از مواد شیمیایی خاصی که به دندان آسیب نمیرسونه و دندون رو به مدت طولانی تر محافظت میکنه استفاده میکنن. یا همین دندانهای مصنوعی که ساخته میشن با استفاده از مواد شیمیایی سنتز میشن که کمک خیلی خوبی برای افرادی که به دلایل متعددی دندونشون رو از دست دادن هستش. در تجهیزات پزشکی مثلا ساخت پا و دست مصنوعی  هم دانش شیمی وارد شده، پزشکان برای بیمارانی که مجبور به قطع عضو هستن استفاده از اجزای مصنوعی رو پیشنهاد میکنه که تا حدود بسیار زیادی کمک خوبی برای این دسته از افراد هستش و نهایتا علم شیمی مهم ترین استفاده رو در صنعت دارو داره، امروزه همه نوع دارویی که سنتز میشه همگی زیر نظر شیمی دانان ساخته و بررسی میشه، چرا که کسی جز یک شیمی دان اطلاعات کامل راجع به ساختار مواد و برهم کنش مواد مختلف باهم نداره. داروهای بسیار با ارزشی برای افراد سرطانی ساخته شده که در این راستا تلاش های بسیاری برای ریشه کن کردن خیلی از بیماریهای خاص با استفاده از علم شیمی و داروها انجام شده.

 

استفاده از شیمی در علم امروزی

 

همونطور که گفتم علم شیمی وارد اکثر زمینه ها شده، مثلا علوم سنگ ها و کانی ها. همونطور که میدونی زمانی که یه آتشفشان منفجر میشه داخل یه سنگ که از  آتشفشان بوجود میاد عناصر زیادی وجود داره، گاهی وقتا اون عنصر خاص مقدارش داخل سنگ کمه یا با مواد دیگه داخل سنگ طوری ترکیب شده که امکان جدا کردنش وجود نداره، اینجاست که دانش شیمی سینه سپر میکنه و با ی روش هاز خاص آزمایشگاهی اون عنصر خاص و ارزشمند رو از بین هزاران ماده بی ارزش میکشه بیرون.

 

 

شمی یعنی زندگی

میبینی شیمی چه علم قشنگیه? همونطور که دیدی شیمی تقریبا در هر زمینه ای از زندگی وارد شده و پیشرفت های زیادی در زندگی بشر امروزی بوجود آورده، اما همونطور که قبلا هم بهت گفتم؛ علیرغم این پیشرفتها دانش شیمی باعث بوجود اومدن مشکلاتی هم در محیط زیست شده که به دنبال او زندگی بشر امروزی و آیندگان رو با مشکل مواجه کرده. در ادامه میخوام یه گوشه ی خیلی مهم از مضرات مواد شیمیایی رو بهت توضیح بدم.

پلاستیک ها و گازهای یخچال ها

پلاستیک ها و گازهای یخچال ها

همونطور که میدونی پلاستیک ها یه سری مواد شیمیایی با ارزش هستن که زندگی بشر امروزی بدون اونا یکم سخت میشه، اکثر موادی که امروزه باهاشون سرو کار داریم اکثرا از پلاستیک ساخته شدن، از ظروف پلاستیکی گرفته تا بدنه کامپیوترها و لپ تاپ ها ، و پارچه لباسهایی که میپوشیم همه پلاستیکی هستن. این پلاستیکها جایگزین های خوبی برای مواد آهنی هستن، از یه طرف نرمن و سبک و از طرف دیگه ارزون قیمت هستن و باعث حفظ منابع طبیعی از جمله آهن میشن. اما یه ایراد خیلی بزرگی که مواد پلاستیکی دارن این هستش که تجزیه نمیشن و سالهای سال در محیط زیست باقی میمونن. انباشتگی این پلاستیکها سالهای سال در طبیعت باعث بوجود اومدن آلودگی در محیط اطرافمون میشه که این میتونه ضررهای زیادی برای محیط زیست و حیواناتش داشته باشه، امروزه کارهای زیادی برای جمع آوری و سوزاندن این زباله ها انجام میشه؛ اما حتی دود حاصل از سوزاندن این زباله ها هم سمی هستش و وقتی وارد هوا میشه همراه با باران دوباره زمین میاد و وارد آبها و آلوده شدن دریاها و اقیانوس ها و زمین های کشاورزی میشه، حتی میتونه به ساختمون ها و مجسمه ها آسیب برسونه و حتی این اسید سنگ های خیلی سخت رو تو خودش حل میکنه، شکل زیر یه مجسمه مرمری ی هستش که توسط باران اسیدی از بین رفته.

 

گاز فریون که به اتمسفر زمین صدمه میزند

از جمله مواد شیمیایی دیگر خیلی مضر میتونیم به فریون ها اشاره کنیم که برای پر کردن یخچال ها ازشون استفاده میشه، فریون ها زمانیکه وارد هوا میشن با لایه اوزون که یه لایه محافظتی برای کره زمین هستش و مانع از رسیدن اشعه های مضر به زمین میشه واکنش میده و باعث از بین رفتن لایه اوزون میشه.

پس دیدیم که علم شیمی در عین کمک کردن به زندگی بشر باعث بروز مشکلاتی هم شده.

به همین خاطر امروزه دانشمندان در تلاش هستن؛تا شاخه جدیدی در شیمی به نام شیمی سبز ایجاد کنن!

 

شیمی سبز چیست?

شیمی سبز چیست؟

امروزه شیمیدانان در راستای ساخت موادی که با طبیعت سازگا هستن وآسیبی به جانداران و محیط زیست وارد نمیکنند، تلاش بسیاری میکنند، موادی که کمترین آسیب را به بدن آدمیزاد و محیط زیست وارد میکنند.  شیمی سبز عبارتست از ساخت مواد ارزشمند و موادی که به زندگی و سلامت انسان آسیب وارد نمیکنند.

از جمله ساخت موادی که با استفاده از تجزیه آب میتوانیم به سوخت ارزشمندی مثل هیدروژن برسیم که جایگزین خوبی برای سوخت های فسیلی هستن.

در کل شیمی سبز شامل دوازده اصل مهم هستش که در اینجا به اختصار هرکدومشو واست توضیح میدم.

 

اصل اول:پیشگیری از تولید محصولاتی که لازمو ضروری نیستن: همیشه یه اصل وجو د داره که میگن، جلوی ضررو قبل از اینکه بوجود بیاد باید بگیریم، بهتره  که از ساخت و تولید زباله های سمی و خطرناک جلوگیری کنیم تا اینکه بعدا که بوجود اومدن به فکر از بین بردشون باشیم.

اصل دوم: استفاده اقتصادی از اتم ها, این اصل به این معناست که باید نهایت تلاش خود را بکنیم و واکنش هارا طوری طراحی کنیم که در نهایت درصد بالایی از محصول مورد نظرمان بدست آید.

اصل سوم: طراحی واکنش هایی که کمترین آسیب را به محیط زیست و انسان وارد میکنند، مثلا از میان هزاران مواد اولیه برای تولید یک محصول خاص؛ از موادی که آسیب کمتری به محیط زیست وارد میکنند استفاده میکنیم.

اصل چهارم: طراحی مواد شیمیایی سالمتر:ا ین اصل به این معنی است که موادی که سنتز میکنیم در عین اینکه سالم و بی خطر هستن بهترین کار را با درصد بالایی انجام میدهند

اص پنجم: استفاده از حلال ها ی سالمتر: واکنش ها همیشه در محیط حلال انجام میشوند در این اصل اشاره شده که باید از حلال های سالمتر و کمتر سمی برای انجام واکنشها استفاده کنیم

اصل ششم: استفاده از انرژی کمتر: منظور اینست که تا جایی که ممکنه در انجام واکنش های شیمیایی از انرژی کمتری استفاده کنیم و صرفه جویی کنیم.

اصل هفتم: استفاده از مواد اولیه ای که قابل بازیافت هستند. یعنی از موادی در واکنش ها استفاده کنیم که برای سالها در طبیعت باقی نمونه و باعث آلودگی نشه.

اصل هشتم: پرهیز از استفاده از مواد شیمیایی و مشتقات شیمیایی اضافی در واکنش ها:  یعنی اضافه کردن هرگونه مرحله خاص به واکنش که نیازمند استفاده از مواد شیمیایی اضافی ست باید حذف شود.

اصل نهم: استفاده از کاتالیزگرها: کاتالیزگرها موادی هستن که خودشون تو واکنش مصرف نمیشن اما سرعت واکنشهای شیمیایی رو افزایش میدن و در آخر از محیط واکنش جدا میشن پس بهتره که از این مواد ارزشمند در واکنشها استفاده بشه.

اصل دهم: طراحی محصولات تخریب پذیر: مواد واکنش باید تخریب پذیر باشن و هیچ گاه در طبیعت باقی نمونن تا باعث ایجاد آلودگی نشن

اصل یازدهم: دانستن زمان تمام شدن واکنش: باید بدانیم که یک واکنش دقیقا چه زمانی کامل میشود، چون اگه این زمان رو ندونیم ممکنه واکنش جدیدی شروع بشه و فراورده یا محصولات خطرناکی بوجود بیاره.

اصل دوازدهم: کاهش احتمال رویدادهای ناگوار: باید حدالامکان واکنشهارو طوری طراحی کنیم که واکنشهایی مثل واکنشهای انفجاری ایجاد نشن؛ برای این کار هم میتونیم از موادی که خطر انفجار دارن استفاده نکنیم و از مواد کمتر انفجاری استفاده کنیم.

 

 

شیمی سبز

 

خب تا حدودی شما رو با اصول شیمی سبز آشنا کردم، در اینجا میخوام یه بحث جدید رو شروع کنم که خودش یه عنوان در شیمی سبزه و امروزه جایگاه بزرگی در تهیه سوخت پاک که هیدروژن هستش پیدا کرده.

 

فتوسنتز چیست؟

فتوسنتز فرآیندیه که در اون برگ گیاهان و درختان سبز با استفاده از نور خورشید، دی اکسید کربن و آب، گلوکز یا قند میسازند و اکسیژن آزاد میکنن.

کلمه فتوسنتز از دو کلمه یونانی فوتو به معنی نور و سنتز به معنی ساختن بوجود اومده که در فارسی به معنی نور ساخت هستش، و به این معنی که موادی با استفاده از نور ساخته میشن.

گیاهان شامل اجزای مهمی در ساختار خودشون هستن که از اون جمله میتونیم به کلروپلاستها اشاره کنیم، کلروپلاستها رنگدانه های سبزرنگ داخل برگها هستن که انرژی حاصل از نور خورشید رو درون خودشون به دام میندازن و باعث تولید قند و اکسیژن میشن. اکسیژن حاصل از این فرایند که فتوسنتز نام داره وارد اتمسفر میشه و قندحاصل هم در مکانهای خاصی از گیاه ذخیره میشه و بعد در واکنشهایی که درون گیاه انجام میشه به عنوان انرژی استفاده میشه. گذشته از اینا گیاهان با این فرایند ارزشمند فتوسنتز  غذای مورد نیاز جانوران دیگه رو هم فراهم میکنن.

فتوسنتز چیست

همونطور که گفتم داخل کلرو پلاستها یه سری رنگدانه به اسم کلروفیل وجود داره که گیاهان با استفاده از این کلروفیل ها انرژی خورشید رو جذب میکنن، سپس با استفاده از این انرژی آب و نمک های موجود در خاک رو برای سنتز قند استفاده میکنن. البته غیر از این قندها مواد دیگه ای هم مثل پروتیین ها و نشاسته هم درون این گیاهان ساخته میشه. همونطور که گفتم یه محصول دیگه از فتوسنتز هم که از طریق روزنه گیاهان وارد اتمسفر میشه اکسیژن هستش که حیات رو برروی کره زمین امکان پذیر میکنه. بعضی از دانشمندا براین اعتقادن یه نوع خاصی از جانداران که تک سلولی بودن اولین بار با فتوسنتز اکسیژن رو وارد اتمسفر کردن و به این ترتیب حیات بر روی کره ی زمین بوجود اومد و بعد سایر جانداران پا بر روی کره ی زمین گذاشتند.

واکنشهای نوری شامل یه دسته از واکنشها هستن که در غشای تیلاکوییدی کلروپلاستها انجام میشن، این واکنشها یه دسته واکنش شیمیایی هستن که انرژی نورانی خورشید روبه انرژی شیمیایی ذخیره شده در قندها تبدیل میکن. یه سری مواد شیمیایی خیلی با ارزش هم که بوجود میان شامل مواد  آ ت پ که به عنوان ناقل انرژی شناخته میشه و ان آ ت پ اچ هستن که ناقل هیدروژن هستن. این دو ماده در مرحله تاریکی که نور خورشید هیچ دخالتی در اون نداره استفاده میشن

به طور خلاصه این دو ماده در مرحله تاریکی برای ساختن قندها مورد استفاده قرار میگیرن.

کلروفیل چیست

 

کلروفیل چیست؟

بچه ها میدونین چرا برگ درختها سبز دیده میشه?رنگ سبز برگ درختا بخاطر وجود کلروفیله کلروفیل یه ماده هستش که داخل کلرو پلاستها وجود داره، اگه یه برگ رو با دستهات له کنی یه ماده سبز ازش خارج میشه که همون کلروفیله، و همونطور که قبلا هم توضیح دادم  عامل پیش برنده واکش فتوسنتز کلروفیل هستش. این کلروفیلها داخل یه غشا به اسم کلروپلاست بصورت دسته های چندتایی روی هم قرار گرفتن.

پس تا اینجا یاد گرفتیم که زندگی برروی زمین بدون اکسیژن و آب ممکن نیست که هردوی این عناصر مهم از طریق فتوسنتز بوجود میان و وارد محیط اطراف میشن، در نهایت این درختها هستن که این عناصر حیاتی رو به ما میدن و زندگی رو برای ما ممکن میکنن، پس بیاین به همدیگه قول بدیم که درحفظ و نگهداری درختان و محیط زیست نهایت سعی و تلاش خودمون رو بکنیم. و با کسانی که درختهارو قطع میکنن مبارزه کنیم؛ در روز درخت کاری بریم طبیعت و درخت بکاریم تا بلکه سهمی در باز گردانی درختان به محیط زیست داشته باشیم.

شیمی در دانشگاه

همونطور که دیدی شیمی در همه جای زندگی وارد شده از هوایی که تنفس میکنیم گرفته تا لباسی که به تنمون میپوشیم و گازی که تو خونه هامون برای گرمایش استفاده میکنیم همه در تاریخچه خودشون شامل یه سری واکنشهای شیمیایی هستن.

که همه این واکنشهای شیمیایی تحت عنوان یه شاخه واحد به نام علم شیمی بررسی میشن.

اما امروزه دروس شیمی در سطوح مختلف مدرسه تدریس میشن و بعدها در سطح دانشگاهی برای دانشجویانی که شاخه شبمی روبرای ادامه تحصیل انتخاب کردن تدریس میشن.

امروزه تقریبا در سراسر دانشگاه های سطح کشور چه در دانشگاه های دولتی و چه غیر دولتی رشته های شیمی وجود دارن که داوطلب پس از کنکور وارد دانشگاه میشه و در سطح کارشناسی که به مدت چهار ساله در یکی از زیر شاخه های علم شیمی که به ترتیب شیمی محض و کاربردی هستش وارد میشه، در کل شیمی محض مطالعه دروسی در سطح دانشگاهی هستش که بیشتر درباره بنیان های علم شیمی بحث و مطالعه میکنه و شیمی کاربردی همون طور که از اسمش پیداست بیشتر جنبه صنعتی شیمی رو در بر میگیر، مثل مطالعه اصولی که در تصفیه آب و…. مورد استفاده قار میگیرن، یا طراحی دستگاه های صنعتی و بحث هایی از این قبیل.

بعد از دوره چهار ساله داوطلب دوباره در کنکور ثبت نام کرده و پس از دوره کارشناسی وارد دوره تخصصی تری به نام کارشناسی ارشد میشه که درس ها بصورت تخصصی تر ارائه میشن بعد از دوره ارشد هم که به مدت دو سال هستش بعد از کنکور، داوطلبی که نمره کافی گرفته وارد دوره دکترا میشه که دروس ارشد رو بصورت تخصصی تر میخونن و همراه با اون در آزمایشگاه برروی پروژه هایی مرتبط با گرایششون کار میکنن. پس دوره ارشد و دکترا کما بیش شبیه همن با این تفاوت که دکترا تخصصی تر هستش و طول دوره طولانی تره که معمولا بین چهار تا شش سال طول میکشه.

اما همونطور که گفتم در سطوح تخصصی شیمی چند تا گرایش اصلی داره که بهشون بطور خلاصه اشاره میکنم.

شیمی آلی:

شیمی آلی: این شاخه از شیمی یه شاخه خیلی مهمی هستش که که درباره ترکیبات کربن دار یا مواد آلی صحبت میکنه،  همه مواد آلی یه ویژگی مشترکک دارن و اونم اینه که همشون کربن دارن، از جمله منابع خیلی مهم ترکیبات آلی یا اورگانیک نفت و زغال سنگ هستن، امروزه مواد بسیاری از شکستن یا به اصطلاح کراکینگ نفت بدست میان که یکی از اونا متان هستش که برای گرمکردنخونه ها استفاده میشه، از اون گذشته شیمی آلی یه شاخه خیلی مهم هستش که در اون طرز انجام واکنشهای شیمیایی خیلی مهم مطالعه میشن و مواد خیلی ارزشمندی از طریق این شاخه از شیمی سنتز میشن.

 

 

 

شیمی معدنی

 

شیمی معدنی: یه شاخه از شیمیه که شامل بررسی نظریه های خیلی مهم هستش و شیمی عناصر مختلف به جز شیمی  هیدروکربنها رو بررسی میکنه. همونطور که میدونی هیدروکربن ها یه شاخه خیلی خیلی مهم از شیمی هستن که از دو عنصر هیدروژن و کربن ساخته شدن و در شاخه ای از شیمی به نام شیمی آلی بررسی میشن.

 

 

شیمی تجزیه

شیمی تجزیه: یه شاخه از شیمیه که به مطالعه روش های جداسازی مواد میپردازد. از جمله روش های خیلی مشهوری که این دانش به واسطه اونا شناخته میشه میتونیم به وزن سنجی و تیتراسیون اشاره کنیم. روش های الکتروشیمیایی روش های بسیار مهم درشیی تجزیه برای جداسازی مواد هستند.

 

شیمی فیزیک:

شیمی فیزیک: شاخه ای از علم شیمی است که در آن از قواعد و قوانین فیزیکی برای حل مسائل و توضیح واکنش ها استفاده میشه، اغلب شیمی فیزیک در ارتباط با سایر زیر شاخه هاست و اصطلاحا کامل کننده گرایشهای شیمی است.

 

شیمی بسپار یا پلیمر

شیمی بسپار یا پلیمر: شاخه ای از علم شیمیه که در اون روش سنتز و راه های سنتز پلیمر هارو بررسی میکنن، پلیمرها مثل پلاستیکها و نایلون ها امروزه کاربردهای خیلی زیادی تو دنیای ما دارن و زندگی امروز تقریبا بدون اونا امکان نداره، امه همونطور که گفتم آسیب های زیادی هم به محیط زیست از طرف این مواد وارد شده؛ بخاطر همین امروزه پژوهشگران سعی میکنن از اصول شیمی سبز در ترکیب با علم پلیمر پلاستیکهایی رو بسازن که به اصطلاح زیست تخریب پذیر هستن و بعد از گذشته یه مدت کوتاه در محیط زیست تخریب میشن. امروزه علم شیمی بخصوص در کشورمان در این زمینه پیشرفت زیادی حاصل کرده و ایران امروزه یکی از پیشگامان مبارزه با زباله هلی پلاستیکی در سطح جهان با استفاده از اصول شیمی سبز هستش و این بخاطر کارها و پژوهشهای ارزشمند شیمیدانان عزیز کشورمون هستش. امیدوارم که شما نوجوان عزیز هم در آینده بتونی قدم مهمی در راستای پیشرفت کشورمون با استفاده از این علم داشته باشی.

 

 

 

 

مطالب مرتبط

۵ دیدگاه‌

  1. sarvin گفت:

    تا الان که شیمی رو دوست داشتم امیدوارم بازم دوسش داشته باشم

  2. درسا گفت:

    ممنون خیلی مفید بود

  1. آذر ۱۹, ۱۳۹۶

    […] شیمی یعنی زندگی نوجوان شاد […]

  2. آذر ۲۲, ۱۳۹۶

    […] شیمی یعنی زندگی نوجوان شاد […]

  3. آذر ۲۴, ۱۳۹۶

    […] شیمی یعنی زندگی نوجوان شاد […]

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *