Chimia: prieten sau dusman ?

1. Chimia: prieten sau dusman ?

2. Ce este chimia pentru mine? Chimiaeste una din științele fundamentale, care studiază substanțele cu structura și proprietățile lor, urmărind în același timp modificările produse asupra acestora de reacțiile chimice. • Pentru mine chimia este una dintre stiintele cu ajutorul careia viata omului a evoluat mult. • Datorita ei s-a dezvoltat mult medicina, care este vitala omului: fara cunostintele pe care chimistii le-au descoperit, majoritatea bolilor din ziua de azi nu ar mai avea leac.

3. Prezentare generală Chimia este știința care studiază substanțele chimice care sunt constituite din atomi sau particulele subatomice, precum protonii, electronii și neutronii. Atomii se combină pentru producerea moleculelor și a cristalelor. Chimia mai este numită și știința de mijloc sau știința centrală, întrucât combină toate celelalte științe ale naturii, precum astronomia, fizica, biologia și geologia. Nașterea chimiei poate fi atribuită anumitor practici, numite alchimie, care sunt efectuate de mai multe milenii în multe părți din lume, în mod special în Orientul Mijlociu. Structura obiectelor pe care le folosim zi cu zi și proprietățile materiei cu care interacționăm sunt consecințe ale proprietăților substanțelor chimice și ale interacțiunilor lor. Spre exemplu, oțelul este mai dur decât fierul pentru că atomii din el sunt mai strâns legați, formând o structură cristalină mai rigidă. Lemnul arde sau este supus oxidării rapide pentru că poate reacționa în mod spontan cu oxigenul în cadrul unei reacții chimice deasupra unei anumite temperaturi. Zahărul și sarea se dizolvă în apă deoarece proprietățile lor moleculare/ionice permit dizolvarea în condiții ambientale.

4. Disciplinele cuprinse în chimie sunt grupate tradițional după tipul de materie studiată sau tipul de studiu. Acestea includ chimia anorganică (studiul materiei anorganice), chimia organică (studiul materiei organice, vii), biochimia (studiul substanțelor găsite în organismele biologice), chimie fizică (studiile legate de energie despre sistemele chimice la scală macro-, moleculară și submoleculară), electrochimie, chimia analitică (analiza mostrelor de material pentru a dobândi o înțelegere a compoziției chimice și structurii acestuia), etc. Multe alte discipline specializate au ieșit la suprafață în anii recenți, ex. neurochimia - studiul sistemului nervos.

5. De ce chimia este prieten? Pentru ca exista: Aliajele Elemente galvanice Biochimia Substante nutritive

6. Aliajele Majoritatea metalelor pe care le folosim sunt aliaje, amestecuri în care cel puţin o substanţă este un metal. Acesta deoarece metalele pure au rareori proprietăţile ideale pentru o anumită sarcină, dar pot fi îmbunătăţite prin adăugarea altor metale. Proprietăţile fizice ale unui metal, precum rezistenţa, duritatea, punctul de topire şi conductivitatea electrică, depind de structura sa cristalină. Acesta se modifică atunci când metalul este amestecat cu o altă substanţă. Aliajul rezultat are o structură diferită de a componentelor sale, astfel încât şi proprietăţile sale sunt diferite. Unele aliaje conţin nemetale, precum carbonul, siliciul şi fosforul, dar majoritatea aliajelor sunt făcute în întregime din metale. Oţelul este un aliaj de fier cu carbon, dar oţelurile aliate au elemente de aliere adiţionale, precum nichelul, siliciul, manganul, şi cromul. Aceasta se modifică structura de bază a oţelului, astfel încât se pot aplica forme variate de tratare pentru a face oţelul să fie mai dur, mai moale, mai elastic sau mai rezistent, în funcţie de necesităţile aplicaţiei. Exemplu: oţeluri aliate ; bronzul ;

7. Elemente Galvanice Numim element galvanic o sursă de energie electrică în care energia chimică se transformă în energie electrică.În figurile 1a şi 1b este arătat cel mai simplu element galvanic, care este format dintr-un vas, umplut cu electrolit (soluţie de acid sulfuric) şi doi electrozi: unul de cupru şi altul de zinc. Ca rezultat al acţiunii chimice a electrolitului asupra cuprului şi zincului, între electrozii elementului se formează o diferenţă de potenţial, adică o f.e.m.(forţă electromotoare) care poate fi utilizată pentru producerea unui curent într-un circuit exterior.În timpul funcţionării unui asemenea element apare şi un fenomen vătămător (dăunător), numit polarizare. El constă în faptul că, în urma reacţiei chimice, în electrolit apar ioni pozitivi de hidrogen, care se mişcă spre electrodul negativ (cupru) şi se depun pe acesta sub formă de băşicuţe de hidrogen. Aceste băşicuţe împiedică apropiereade electrod a noilor ioni şi elementul încetează să mai funcţioneze.Pentru a micşora. fenomenul polarizării electrodul pozitiv se înconjoară cu o substanţă numită depolarizant, care intră uşor în reacţie cu hidrogenul şi-l absoarbe.Industria sovietică producea o mare cantitate de elemente galvanice de diferite tipuri, care după calitatea lor sunt considerabil mai bune decât altele modele din străinătate. Un mare merit pentru aceste succese aparţine inginerilor sovietici laureaţi ai premiului Stalin - G. G. Morozov şi N. S. Krivoluţkaia.

8. element galvanic

9. Biochimia Biochimia – chimia vietii Chimia vieţii sau biochimia, studiază reacţiile chimice care au loc în organismele vii. Aceştia respectă aceleaşi legi ca şi celelalte reacţii chimice, dar sunt mai complexe.Chimia vieţii studiază ansablul reacţiilor care au loc în organismele vii, mai ales în unităţile lor de bază, celulele. Fiinţele vii au nevoie de energie.Oamenii şi animalele îşi iau energia din alimentele pe care le consumă (energie chimică). Alimentele sunt transformate printr-un ansablu de reacţii chimice, care au loc mai întâi la nivelul aparatului digestiv(digestie) şi apoi la nivelul celulelor(respiraţia celulară).Anumite plante şi microorganisme(fiinţe vii microscopice) îşi găsesc altfel energia de care au nevoie. Pentru a se hrănii, ele transformă energia luminii solare printr-un proces complex de reacţii chimice numit fotosinteză. O reacţie chimică: digestia Digestia este un proces chimic. În aparatul digestiv, alimentele sunt descompuse în mici molecule numite substanţe nutritive. Aceste substanţe nutritive sunt apoi transportate de sânge până la celule, unde suferă alte transformări.Principalele substanţe nutritive sunt lipidele şi glucidele. Lipidele, numite şi “ “grăsimi”, provin din materiile grase cum ar fii uleiurile vegetale sau untul. Ele aduc organismului carbon şi hidrogen. Glucidele, numite şi “zaharuri”, se divizează în zaharuri rapide şi zaharuri lente. Primele sunt conţinute în miere, fructe, dulceţuri şi ciocolată.Asimilate direct de organism(adică transformate în energie), ele aduc organismului energia necesară unui efort fizic solicitant şi rapid. Cel de-al doilea tip se găseşte în cereale(grâu, orez, porumb). Ele nu sunt direct asimilate de organism şi constituie o sursă de energie de mai lungă durată. Toate glucidele sunt bogate în carbon, hidrogen şi oxigen. Respiraţia celulară Vegetale sau animale, toate celulele respiră: aceasta este respiraţia celulară. Ele absorb dioxigen (O2) şi elimină dioxid de carbon (CO2). Dioxigenul serveşte la “arderea” alimentelor printr-o reacţie de oxidare.Această reacţie se derulează în mai multe etape. Glucoza (zahărul)de pildă, este mai întâi transformată într-o moleculă mai simplă, acidul piruvic. Mitocondriile, elementele celulei responsabilă de respiraţia celulară, descompun acest acid în dioxid de carbon şi hidrogen. Dioxidul de carbon este eliminat de celulă: hidrogenul se combină cu oxigenul care intră în organism atunci când respirăm, dând apă.Ansamblul acestor reacţii degajă o mare cantitate de energie. Aceasta este stocată în mici molecule specializate, care o eliberează în funcţie de nevoile celulei.

10. Fotosinteza Plantele cu clorofilă se hrănesc absorbind apă şi dioxid de carbon din aer. Pentru aceasta, ele folosesc energia luminii solare: acest proces se numeşte fotosinteză. În timpul lui, se degajează dioxigen.Fotosinteza se derulează în două faze principale. Ziua, plantele captează energia solară. Cu ajutorul clorofilei şi a altor pigmenţi prezenţi în frunzele lor, ele folosesc această energie pentru a descompune apa pe care o absorb în hidrogen şi oxigen. Noaptea, hidrogenul ajută la reducerea dioxidului de carbon şi la producerea de glucide, care vor hrăni planta.Funcţionarea acestei mici “uzine chimice vii” depinde de condiţiile exterioare, în special de cantitatea de lumină solară şi de temperatură. Termeni bio-chimici *celulă=cel mai mic element constitutiv al unei fiinţe vi. O celulă este în general înconjurată de o membrană. În interior se găseşte nucleul şi citoplasma conţinând diferite organite(mitocondrii).*clorofilă=pigmentul verde din plante care captează energia razelor solare, necesară fotosintezei.*efect secundar=efect nedorit al unui medicament, care se manifestă la dozele recomandate.*fotosinteză=proces în timpul căreia plantele, datorită clorofilei, fabrică (sintetizează) glucide, folosindu-se de apă, dioxid de carbon şi energia razelor solare.*glucid=denumire dată de chimişti unei substanţe organice numită în mod curent zahăr.*lipid= denumire dată de chimişti unei substanţe organice numită în mod curent grăsime.*principiu activ=substanţă activă conţinută într-un medicament care acţionează împotriva unei anumite boli.*substanţă nutritivă=substanţă conţinută în alimente, care poate fi utilizată direct de organism, fără a mai fi transformată. Chimia medicamentelor Un medicament este o substanţă sau un compus administrat omului ca tratament împotriva unei boli, pentru a preveni o îmbolnăvire sau pentru a stabili un diagnostic.Chimistul şi medicul elveţian Paracelsus(1493-1514), în secolul al XVI-lea, a fost primul care a definit principiul după care fiecărei boli îi corespunde un medicament specific. Trebuie deci căutat medicamentul în funcţie de maladia pe care dorim să o tratăm. Astăzi, cercetarea în domeniul medicamentelor revine, înainte de toate, chimiştilor. Aceştia lucrează în strânsă colaborare cu medicii şi farmaciştii. Împreună, ei ajută la progresul farmacologiei, ştiinţa medicamentelor.

11. Substante Nutritive Corpul omenesc este alcãtuit din celule aranjate ca şi cãrãmizile într-o construcţie. Celulele au nevoie de substanţe nutritive pentru a creşte şi a sa înmulţi, iar aceste substanţe sunt preluate din mâncare.Grăsimile sunt substanţe organice sintetizate de organismele animale şi vegetale făcând parte din clasa lipidelor.Grăsimile sunt o sursă de energie şi în general, furnizarea enegiei este mai constantă. În plus, o dată supuse procesului de digesie, o anumită cantitate de grăsimi va fi depozitată în “depozitele de grăsimi” din organism, situate sub piele şi în jurul câtorva organe importante, cum ar fi rinichii, inima şi ficatul. Aceste depozite apără organismul împotrivba frigului şiprotejată oasele şi organele interne împotriva rănilor. Contrar unor teorii la modă, o anumită cantitate de grăsime este esenţială pentru păstrarea sănătăţii.Aproape toate alimentele conţin grăsimi, cu excepţia majorităţii fructelor şi legumelor.Produsele animale carne, untură, produse lactate conţin aşa-numitele grăsimi saturate. Nucile, peştele gras, uleiurilr vegetale şi unele margarini uşoare conţin grăsimi nesaturate. Dieticienii recomandă un consum mai mare de grăsimi nesaturate decât de grâsimi saturate. Grăsimile saturate ţncurajează colesterolului, substanţă produsă pe cale naturală în ficat, dar prezentă şi în unele alimente.Un anumit nivel al colesterolului este esenţial sănătăţii organismului; dar se pare că ficatul este capabil să producă întreaga cantitate de colesterol necesară, fără să fie nevoie să includem în alimentaţie această substanţă.Aceasta nu înseamnă că alimentele cu un conţinut ridicat de colesterol trebuie evitate, deşi persoanele care au un nivel ridicat de colesterol în organism sunt sfătuite sş reducă consumul acestuia.Deoarece grăsimile furnizează o energie mai consistentă decăt carbohidraţii, procentajul lor în alimentaţia zilnică trbuie să fie mai mic. De asemenea, acestea sunt mai săţioase decât alte alimente. Nu se poate spune care este cantitatea ideală de grăsime din alimentaţie: clima rece sau activitatea intensă accentueaza nevoia de grăsimi. În general, cel puţin 15% din caloriile zilnice trebuie să provină dsin grăsimi, iar media ar fi 20-30%.Asemenea carbohidraţilor, dacă consumăm mai mult decât este nevoie organismul, excesul se depune sub formă de grăsime.

12. De ce chimia este dusman? Pentru ce exista: Bomba atomica Drogurile Coroziunea metalelor Iradiatiile

13. Bomba Atomica O armă nucleară, numită și bombă atomică, este o armă tehnicizată extrem de distrugătoare care se bazează pe energiaeliberată prin următoarele procese fizice: la prima generație: bomba atomică: prin fisiune nucleară (realizată inițial în SUA (1944) și apoi în URSS); la a doua generație: (bomba cu hidrogen): prin fisiune, urmată de fuziune nucleară (realizată inițial în URSS).

14. Drogurile Tentatia de a ajunge la stari de euforie isi are radacina in timpuri de mult apuse, chiar pe vremea dacilor si a romanilor se fumau anumite ierburi cu efecte afrodisiace si halucinogene (canepa indiana).Drogurile sunt substante artificiale create de oamenii de stiinta in anumite situatii limita. Cauzele au fost de regula razboaiele. Efectele drogurilor erau "benefice" pentru armatele diverselor popoare care trebuiau sa reziste in regim de razboi, de multe ori fara hrana si fara apa. Asa au luat nastere substantele excitante - droguri in forma primara. Tot razboaiele au dus la dezastre umane. Astfel, in secolul al XVII-lea s-a descoperit morfina, un medicament care calma durerile provocate de rani. Cu timpul s-a realizat ca morfina administrata in mod repetat duce foarte repede la dependenta fizica si psihica. S-a cautat un inlocuitor si prin derivarea morfinei cu opium-ul s-a descoperit heroina, care intial se credea ca nu da dependenta asa de mare ca morfina. In realitate, dependenta de heroina este de sapte ori mai mare decat cea de morfina.Dupa primul razboi mondial, aceste substante au inceput sa fie consumate in toata lumea. Pana la sfarsitul anilor '30, ele erau legale. Comercializarea lor, in timp, a dus la profituri enorme scoase in afara legii, drogurile au devenit o sursa inestimabila pentru piata neagra. Flagelul comertului ilicit de stupefiante pornit din America de Sud si Orientul Mijlociu a cuprins intreaga planeta.

15. Coroziunea Metalelor COROZIUNEA consta in distrugerea partiala sau totala a materialelor in general si a metalelor in special,in urma unor reactii cu agentii economici din mediul inconjurator. Coroziunea metalelor este un fenomen inevitabil care produce pierderi industriale ce se estimeaza la o treime din totalul de pierderi din economia mondiala. De aceea,acest fenomen a fost studiat pe baza a numeroase observatii experimentale,luandu-se astfel masuri de prevenire sau de incetinire a distrugerii pieselor si instalatiilor metalice. Datorita activitati chimice mari,metalele care vine in contact cu mediu coroziv uscat,umed sau microbiologic se distrug,se corodeza. Ele nu dispar,se transforma fie in compusi solizi, care se depun, fie in compusi solubili in mediu coroziv.Metalele cu o mare reactivitate chimica se corodeaza cel mai usor. Coroziunea se poate produce chimic si electrochimic. Metalele pure nu sunt supuse coroziuni. Impuritatile continute in metale creeaza conditi favorabile acestui fenomen. Dupa mecanismul de desfasurare se pot distinge doua tipuri de corpziune:- coroziunea chimica- coroziunea electrochimicaCoroziunea chimica consta in distrugerea metalelor prin reactii care au loc intre acestea si mediul inconjurator. Produsele coroziunii chimice pot micsora viteza procesului de coroziune daca raman pe suprafata metalului. Ele formeaza un strat protector care izoleaza metalul de mediul agresiv. Al, Mg, Pb, etc. se acopera in aer uscat cu un strat protector de oxid. Substantele care contribuie la formarea unei peliculeprotectoare se numesc agenti de pasivare.

16. Iradiatiile Viata pe Pamant s-a dezvoltat in prezenta radiatiilor de fundal. Nu este nimic nou, inventat de om. Istoria consumului de energie Unica sursa de energie care a alimentat civilizatia noastra pana in secolul trecut a fost energia solara, inmagazinata sub forma de energie chimica, prin procesul de fotosinteza, in surse regenerative (lemnul, apele, vantul) sau in combustibili fosili (carbune, petrol, gaze) a caror constanta de formare este de ordinul milioanelor de ani. Am putea spune, fara sa gresim prea mult, ca sub aspect energetic am fost sclavii Soarelui si nu este de mirare ca popoarele din antichitate au facut din Soare unul dintre principalii zei ai religiilor primitive. Una dintre problemele principale, de a carei solutionare depinde dezvoltarea civilizatiei noastre, problema care a revenit pe primul plan al preocuparilor din ultimii ani, este asigurarea cu energia necesara dezvoltarii activitatilor de baza care conditioneaza evolutia progresiva a nivelului de trai al populatiei globului terestru. Cantitatea de energie consumata de omenire a crescut din epoca primitiva pana acum de 2,5 milioane de ori. Este evident ca o astfel de crestere nu poate sa nu conduca la o problema a energiei necesare pentru dezvoltarea viitoare a omenirii. Inceputul erei atomice Dupa cum am spus, pana nu demult am fost sclavii Soarelui, dar primul pas catre dezrobire a fost facut de catre fizicianul Becquerel pe 26 februarie 1898, cand acesta a lasat cateva placi fotografice ferite de lumina, in apropierea unui minereu de uraniu. Developandu-le, acesta le descopera innegrite, ca si cand ar fi fost expuse la lumina. De aici el a tras concluzia ca minereul de uraniu emite radiatii necunoscute. De aceea fizicienii francezi Marie Curie si Pierre Curie si-au dedicat multi ani cercetarii radiatiilor radioactive. |mpreuna, acesti trei cercetatori au primit Premiul Nobel pentru fizica in 1903. Identificarea si cercetarea acestor radiatii incepe sa-i pasioneze pe cercetatori. Asa ca la inceputul secolului trecut Rutheford si elevii sai, Chadwick, Cockfroft si Walton, au investigat proprietatile nucleelor cu ajutorul unor particule accelerate artificial la energii cinetice mai mari decat cele ale radiatiilor, emise de radioactive.

17. Radioactivitatea Materia se compune din elemente, iar elementele se compun din atomi. Atomii contin un nucleu si un numar oarecare de electroni care au sarcina electrica negativa. Nucleul contine protoni, cu sarcina electrica pozitiva, si neutroni, fara sarcina electrica. Numarul protonilor este egal cu numarul electronilor si este numit numar atomic (de exemplu, oxigenul are numarul atomic 8). Masa atomului este practic concentrata in nucleu, numarul de protoni plus neutroni din acesta se numeste numar de masa. In aceste conditii, speciile de atomi sunt diferentiate dupa numarul atomic si numarul de masa, sau mai simplu, dupa numele elementului si numarul de masa. Astfel caracterizati, atomii se numesc nuclizi. De exemplu, carbonul-12 este un nuclid cu 6 protoni si 6 neutroni, plumbul-208 este un nuclid cu 82 protoni si 126 neutroni. Nuclizii unui element care au numere diferite de neutroni se numesc izotopi (deci izotopul nu este un sinonim al nuclidului). Hidrogenul, de exemplu, are trei izotopi: hidrogen-1, hidrogen-2 numit si deuteriu, si hidrogen-3, numit si tritiu. Nuclizii pot fi stabili sau instabili. Din cei circa 1700 nuclizi cunoscuti, aproximativ 280 sunt stabili, restul se transforma in mod spontan in nuclizii altui element, iar in timpul transformarii emit radiatie. Aceasta proprietate se numeste radioactivitate, transformarea se numeste dezintegrare, iar nuclidul spunem ca este un radionuclid. De exemplu, carbonul-14 este un radionuclid care se dezintegreaza in azot-14, care este stabil, iar bariul-140 se dezintegreaza in radionuclidul lantan-140, iar acesta, la randul sau, in nuclidul stabil ceriu-140. Radiatiile emise de radionuclizi sunt: particule ?, particule ? si fotoni ?. Un alt tip de radiatie este si radiatia X, care se produce in urma bombardarii cu electroni a unei tinte metalice, aflate in vid. Radiatiile X au proprietati similare cu radiatiile ?. Tot in categoria radiatiilor mai pot fi inscrise radiatiile cu neutroni. Neutronii sunt eliberati de nuclizi, de obicei, in urma bombardarii cu particule ? sau ?. Energia cu care sunt emise radiatiile se masoara in electronvolti (eV) si reprezinta energia castigata de un electron cand strabate o diferenta de potential de un volt. Un multiplu al acestei unitati de masura este milion-electron-voltul (MeV); 1 MeV=106 eV. Activitatea unei cantitati de radionuclid (rata de producere a dezintegrarilor naturale) se masoara in becquerel (Bq). Un becquerel este egal cu o dezintegrare intr-o secunda. In mod normal se utilizeaza MBq (megabecquerelul), care este egal cu un milion de becquereli. Timpul necesar ca activitatea unui radionuclid sa scada la jumatate prin dezintegrare se numeste timp de injumatatire si are simbolul T1/2.

18. Efectul radiatiilor asupra organismelor vii Radiatiile sunt detectate si masurate de: filmele fotografice, substantele termoluminiscente, contorii Geiger si detectoarele cu scintilatii. Masuratorile facute se pot interpreta in termenii dozei de radiatie absorbita de organism sau de o anumita parte a corpului. Doza absorbita se masoara in gray (Gy) si reprezinta energia cedata de radiatie unitatii de masa a substantei prin care trece (de exemplu, tesutul). Un gray corespunde unui joule pe kilogram. Frecvent, se folosesc submultipli ai grayului, cum este ?Gy, care reprezinta a milioana parte dintr-un Gy. Dozele absorbite egale nu au efecte biologice egale. Astfel, un gray de radiatie ? intr-un tesut este mai periculos decat un gray de radiatie ?, care are o sarcina electrica mai mica si se deplaseaza mai rapid. Din acest motiv s-a introdus o alta unitate de masura, sievert (Sv), care este egala cu doza absorbita inmultita cu un factor care tine seama de modul in care o anumita radiatie isi distribuie energia in tesut. Aceasta marime se numeste echivalentul dozei. Pentru particulele ?, fotonii ? si radiatiile X, factorul este egal cu unitatea. Pentru particulele ?, factorul este 20, deci 1 Gy de radiatie ? corespunde unui echivalent al dozei de 20 Sv; 1 Sv de radiatie ? produce aceleasi efecte asupra organismului uman sau animal, ca 1 Sv de radiatie ?,? sau X. Pe de alta parte, in organism, acelasi tip de radiatie are implicatii diferite in functie de organul atacat. Astfel, o iradiere cu particule ? a plamanului este mult mai grava decat iradierea cu aceleasi particule a oaselor. Pentru a tine seama de acest atac diferit, se utilizeaza pentru organism asa-numitul echivalent efectiv al dozei. Echivalentul efectiv al dozei se calculeaza ca suma a produselor dintre echivalentul dozei fiecarui organ din corp si un factor de pondere asociat acelui organ.

19. Concluzia: Chimia are si parti rele dar si parti bune. Insa fara ea, asa cum am mai spus si la inceput, nu am fi evoluat atat de mult sau chiar deloc in multe domenii!

20. Vasile Alexandra Stefania Clasa a VIII-a B SFARSIT!