تنوعت العلوم والمعارف، وتعددت مصادرها تنوعًا كبيرًا، واتسعت مجالاتها، فأصبحت شريان الحياة، وبدَت معالمها جلية في حياتنا اليومية، نلمَسها في أدق تفاصيل حياتنا، ونُلاحظ آثارها في كل ما يحيط بنا، ونُدرك من خلالها عظمة وقدرة الخالق الذي علم الإنسان ما لم يعلَم، ونستشعر في الوقت ذاته أيضا ضآلة هذه المعارف قياسًا بعلم الله تعالى؛ كما قال تعالى: {وَمَا أُوتِيتُمْ مِنَ الْعِلْمِ إِلَّا قَلِيلًا} [الإسراء: 85]، والكيمياء شأنها شأن اي علم غيرها من العلوم، فهي علم مُتشعِّب المجالات مُتعدِّد الأغوار، لا يقف عند حدود معينة، ولا يقتصر على حيِّز مُحدَّد، والكيمياء في أصلها الاصطلاحي: علم يعتني بالتفاصيل المختلفة للمادة الكيميائية والعنصر؛ ومن ثم يتطرَّق إلى كل ما يتعلق بهما، سواء أكان ذلك متعلقًا بالخواصِّ والسلوك والتفاعُلات، أو التغيُّرات المختلفة التي تنتابه بين الحين والآخر و وفقًا للظروف المحيطة به وما يتعلق ببنيته وتراكيبه الكيميائية.
يتحدث هذا المقال عن أهمية الكيمياء ويتناول النقاط التالية:
الكيمياء.
أهمية الكيمياء.
الكيمياء في البيئة.
الكيمياء في الغذاء.
الكيمياء في الصناعة.
الكيمياء في الزراعة.
الكيمياء في الجسم.
الكيمياء في الزراعة.
الكيمياء في الطب.
الكيمياء في الحياة اليومية.
اسئلة شائعة.
الكيمياء
الكيمياء هي علم دراسة المادة وخصائصها، بالإضافة إلى كيفية وسبب اتحاد المواد أو انفصالها لتشكل مواد أخرى، وكيف تتفاعل المواد مع الطاقة، ويُعتقد العديد من الناس أنّ الكيميائيين هم علماء يرتدون المعاطف البيضاء ويقومون بمزج سوائل غريبة في المختبر، ولكن في الحقيقة هي أنّ العديد من التخصصات تُعنى بدراسة الكيمياء، مثل الأطباء والممرضين والأطباء البيطريين، لذلك فإنّ فهم المبادئ الأساسية في الكيمياء مهم لكل مهنة.
علم الكيمياء هو جزء من كل شيء في حياتنا، فكل شيء يتألف في الوجود من المادة، بما في ذلك أجسادنا، والكيمياء توجد في كل شيء نقوم به، ابتداءً من النمو وطبخ الغذاء وتنظيف أجسامنا ومنازلنا وحتى إطلاق مكوك فضائي، وعلم الكيمياء واحدة من العلوم الطبيعية التي تساعد على وصف وتفسير عالمنا.
هناك خمسة فروع أساسية للكيمياء، وهي:
الكيمياء التحليلية: يُستخدم هذا النوع من الكيمياء في المشاهدات الكمية والكيفية لتحديد وقياس الخصائص الكيميائية والفيزيائية للمواد.
الكيمياء الفيزيائية:هذا النوع من الكيمياء يجمع بين الكيمياء والفيزياء حيث يدرس الكيميائيون الفيزيائيون كيف يتم التفاعل بين المادة والطاقة، ويُشكّل كل من الديناميكا الحرارية وميكانيكا الكم فروعًا في الكيمياء الفيزيائية.
الكيمياء العضوية:هذا النوع من الكيمياء تدرس المركبات التي تحتوي على عنصر الكربون بشكل خاص، وللكربون العديد من الخصائص التي تسمح له بتشكيل روابط كيميائية وجزيئات كبيرة. تعرف الكيمياء العضوية باسم كيمياء الحياة، لأنّ جميع الجزيئات التي تؤلف الأنسجة الحية يوجد فيها الكربون كجزء من تركيبها.
الكيمياء اللاعضوية: هذا النوع من الكيمياء يدرس المواد مثل المعادن والغازات والتي لا يدخل عنصر الكربون كجزء من تركيبها.
الكيمياء الحيوية: هذا النوع من الكيمياء يُعنى بدراسة العمليات الكيميائية التي تحدث داخل العضو الحي.
الطبخ: توضح الكيمياء كيفية تغير المواد ومكوناتها عند تطبخها وتسخينها.
التنظيف: تساعد الكيمياء في صنع زخرفة العفن للأسطح والجسم والأطباق وما إلى ذلك، بالإضافة إلى مواد التبييض والصابون، وتشرح كيفية عمل كل منهما.
الطب: إنّ فهم الكيمياء يساعد في فهم عمل الفيتامينات والمغذيات والأدوية، كجزء مهم وكبير من الكيمياء هو دراسة واختبار العلاجات الطبية الجديدة.
القضايا البيئية: ترتبط دراسة القضايا البيئية بفهم ودراسة الكيمياء.
صناعة الملابس: يمكن فهم طبيعة الأقمشة والمواد التي تتأثر بها وكيفية غسيلها وما إلى ذلك عند دراسة الكيمياء المتعلقة بها.
مواد البناء: علم الكيمياء مهم جداً في قطاع البناء ذلك لدوره في صناعة مواد البناء مثل: الأسمنت المكون من أكاسيد الكالسيوم والألمنيوم والسيليكون وغيرها.
التكنولوجيا: تعتمد الأدوات التكنولوجية، مثل أجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة والسبائك والبطاريات والمقاومات الكهربائية، على الكيمياء بشكلٍ كبير.
الكيمياء في البيئة
يدرس الكيميائيون البيئيون كيفية تفاعل المواد الكيميائية مع البيئة الطبيعية، والكيمياء البيئية هي دراسة التخصصات التي تتضمن كلاً من الكيمياء التحليلية وفهم العلوم البيئية، إذ يجب أن يفهم الكيميائيون البيئيون المواد الكيميائية والتفاعلات الكيميائية التي تدخل في العمليات الطبيعية في التربة والماء والهواء، ويمكن لأخذ العينات والتحليل اللاحق تحديد ما إذا كانت الأنشطة البشرية قد لوثت البيئة أو تسببت في ردود فعل ضارة أثرت عليها.
تعتبر جودة المياه مجالًا مهمًا في الكيمياء البيئية، فليس هناك ماء نقي أو غير نقي إلا ويحتوي على معادن أو مواد مذابة أخرى، ويختبر الكيميائيون جودة المياه في الأنهار والبحيرات والمحيطات لخصائص مثل الأكسجين المذاب والملوحة والعكارة والرواسب العالقة ودرجة الحموضة أيضاً، ويجب أن تكون المياه المعدة للاستهلاك البشري خالية من الملوثات الضارة ويمكن معالجتها بمواد مضافة مثل الكلور لزيادة سلامتها.
يتعامل علم الغذاء مع المكونات الأساسية الثلاثة للغذاء: الكربوهيدرات والدهون والبروتينات أيضاً، والكربوهيدرات هي سكريات ونشويات تعد بمثابة الوقود الكيميائي الذي تحتاجه خلايانا لأداء وظيفتها، والدهون هي أجزاء أساسية من الأغشية الخلوية التي تلعب دوراً مهماً في ترطيب وتبطين أعضاء الجسم، ولأن الدهون تحتوي على طاقة تزيد بمقدار 2.25 مرة عن أي كربوهيدرات أو بروتينات، يحاول الكثير من الناس الحد من استهلاكهم لتجنب زيادة الوزن، أما البروتينات فهي عبارة عن جزيئات معقدة تتكون من 100 إلى 500 أو أكثر من الأحماض الأمينية التي تترابط معًا وتشكل نموذجًا ثلاثي الأبعاد ضرورياً لوظيفة كل خلية.
يهتم علماء الأغذية أيضًا بالمكونات غير العضوية للأغذية، مثل محتواها من الماء والمعادن والفيتامينات والإنزيمات، كما يعمل المختصون في مجال الكيمياء الغذائية على تحسين الجودة والمذاق للأطعمة، فضلاً عن تخزين طعامنا وسلامته، كما يمكن أن يعملوا في صناعة خاصة لتطوير منتجات جديدة أو تطوير العمليات، ويمكنهم أيضًا العمل مع الوكالات الحكومية مثل إدارة الغذاء والدواء التي تقوم بفحص ومعالجة المنتجات الغذائية لحمايتنا من التلوث والجزيئات الضارة.
الكيمياء في الصناعة
تهتم الكيمياء بتطوير المواد أو العمليات التي تتضمن تفاعلات كيميائية وحل المشكلات التكنولوجية، وهي مقسمة إلى فرعين رئيسيين، وهما التطبيقات الصناعية وتطوير منتجات جديدة. تفيد الهندسة الكيميائية العديد من الصناعات من خلال ما يلي:
ابتكار طرق جديدة عملية لجعل عملية التصنيع أسهل وأقل تكلفة.
مشاركة المهندسين الكيميائيين في الإشراف على تصنيع كل المنتجات المستخدمة تقريباً وتصميم مصانع المعالجة وتفعيل إجراءات السلامة والصحة المهنية في التعامل مع المواد الخطرة وغير ذلك.
الكيمياء في الزراعة
تختص الكيمياء الزراعية بالمواد والتفاعلات الكيميائية التي تعمل على في إنتاج المحاصيل والثروة الحيوانية وحمايتها، حيث إنّه مجال متعدد التخصصات يعتمد على الروابط مع العديد من العلوم الأخرى، كما يمكن للكيميائيين الزراعيين العمل مع وزارة الزراعة ووكالة حماية البيئة وإدارة الغذاء والدواء.
يقوم الكيميائيون الزراعيون بتطوير الأسمدة والمبيدات الحشرية ومبيدات الأعشاب الضرورية لإنتاج المحاصيل على نطاق واسع، ويجب عليهم أيضًا التحكم في كيفية استخدام هذه المنتجات وتأثيراتها على البيئة، ويجري تطوير المكملات الغذائية لزيادة إنتاجية اللحوم وحليب المواشي.
الزراعة والتكنولوجيا الحيوية هي محور النمو السريع للعديد من الكيميائيين الزراعيين، ويتطلب التلاعب الجيني بالمحاصيل لكي تكون مقاومة لمبيدات الأعشاب المستخدمة في مكافحة الحشائش في الحقول فهماً مفصلاً لكل من النباتات والمواد الكيميائية على المستوى الجزيئي، حيث يجب أن يكون علماء الكيمياء الحيوية على دراية بالأعمال والكيمياء وعلم الوراثة المطلوبة لتطوير المحاصيل التي يسهل نقلها وأيضاً تلك التي تتمتع بعمر أطول.
تلعب الكيمياء دوراً هاماً في جسم الإنسان، من خلال ما يلي:
مشاركة التفاعلات الكيميائية في دورة الجسم، وحركاته المتنوعة.
جميع الخلايا مصنوعة من مواد كيميائية.
شرح الكيمياء للعديد من العمليات في جسم الإنسان، مثل كيفية إنتاج الخلايا للطاقة، وعملية التنفس، وأدوار أعضاء الجسم المختلفة.
الكيمياء في الطب
المساعدة في دراسة المرضوالمساهمة في دراسة أسباب الأمراض، وذلك من خلال شرح التغيرات التي تحدث في كيمياء الجسم، مثل سبب هشاشة العظام الذي اكتشف الإنسان بمساعدة الكيمياء أنّ سببه انخفاض مستوى الكالسيوم في الجسم، وسبب فقر الدم هو انخفاض مستويات الحديد في جسم الإنسان، ويؤدي إفراز حمض الهيدروكلوريك إلى حموضة المعدة، ومن هنا يمكن تحديد آلية المرض بالكيمياء.
تساهم الكيمياء في علاج الأمراض.
المساهمة في تقليل التأثير السمي للدواءفي الكيمياء الطبية، حيث يتم دراسة جميع تركيبات الدواء، ودراسة تأثير كل مكون وتأثيراته العلاجية والسمية، وأكبر مثالٍ على ذلك البنسلين الذي تسبب في الماضي في الحساسية للعديد من الناس.
يتم استخدام العديد من المواد الكيميائية للتعقيم والتطهير.
تأثير الأدوية الكيماوية في مجال الطب كبير ويسهل ملاحظته، فقد ساهمت في اختراع وتركيب العديد من الأدوية التي أفادت البشرية جمعاء وتغلبت على العديد من الأمراض منها: فيتامين ب 12.
الكيمياء في الحياة اليومية
كل شيء في الوجود يتكون من مواد والكيمياء من العلوم الفيزيائية التي تساعد في وصف الكون وتفسيره، ويلعب هذا العلم دوراً في مجالات واسعة لا حصر لها، وكثير منها له تأثير مهم على حياة الإنسان اليومية، وتشمل هذه المجالات الطهي والمواد المستخدمة فيه، والمنظفات، وما إلى ذلك.
أسئلة شائعة
ما هي أهمية التفاعلات الكيميائية في حياتنا؟
الكيمياء في كل مكان حولك، وليس فقط في المختبر؛ بسبب التفاعلات الكيميائية يتكاثر البشر (وكل الحيوانات الأخرى)، ويهضمون طعامهم، وينمون، ويشفون، ويفكرون، إلخ..
ما هي تطبيقات الكيمياء في حياتنا؟
تجد الكيمياء في الحياة اليومية في الأطعمة التي تتناولها، والهواء الذي تتنفسه، وتنظيف المواد الكيميائية، وكل شيء يمكنك رؤيته أو لمسه، بالإضافة إلى المشاعر التي نشعر بها والتي تنجم عن تفاعلات كيميائية في الدماغ.
