يمكن أن تعني الكيمياء الكثير من الأشياء. في هذه المرحلة ، ربما تفكر في الأمر على أنه دراسة لكيفية تفاعل المواد (الذرات والجزيئات) عندها المستوى الأكثر حميمية ، وغير المرئي عادةً ، وشيء يمكنك التخصص فيه والدراسة له رسميًا الحياة. يمكن أن تكون أيضًا مشاعر "رد الفعل" غير العادية بين شخصين منجذبين. يمكن أن يكون الفصل الذي تجلس فيه ، بجانب شخص قد تكون لديك معه كيمياء.
بغض النظر عن التلاعب بالألفاظ ، تبدو الكيمياء على السطح كمجموعة متنوعة من الأحرف والأرقام التي يتم تجميعها بشكل عشوائي. بالطبع ، يمكنك قول الشيء نفسه عن أي كتاب أو موقع ويب. في الواقع ، تكمن قيمة الكيمياء في الترتيب الأنيق والقدرة على التنبؤ (في اليد اليمنى ، أي مع مراعاة السلامة دائمًا).
كيف تختبر فوائد الكيمياء والعمليات الكيميائية كل يوم؟ حسنًا ، الخمسة أدناه يخدشون السطح فقط ، لكنهم يمثلون بداية مثمرة نحو تقدير الأنشطة اليومية التي يلعب فيها هذا النظام العلمي المنظم بشكل رائع دورًا.
تفاعلات التنفس
التنفس ليس بالضبط فعل التنفس (وهذا ما يسمى التهوية) ولكن بدلا من ذلك هو اسم لسلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تحول الجلوكوز (C6ح12ا6) ، وهو المنتج النهائي لهضم الطعام الذي تستخدمه جميع الخلايا كمغذٍ.
في البشر والكائنات الحية متعددة الخلايا الأخرى ، يؤدي التنفس الهوائي في الميتوكوندريا للخلايا إلى إنتاج ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات) ، "عملة الطاقة" للخلايا. بدون أكسجين (O2) ، يمكن أن تنتج الخلايا كمية محدودة جدًا من الـ ATP من الجلوكوز.
التفاعل الكيميائي المتوازن الكامل للتنفس الهوائي هو
ج6ح12ا6 + 6 س2 → 6 كو2 + 6 ح2O + 36 (أو 38) ATP
يتم تكسير الجلوكوز في وجود الأكسجين إلى ثاني أكسيد الكربون والماء ، وتحرير الطاقة في هذه العملية.
تفاعلات التمثيل الضوئي
تحصل على الجلوكوز من الطعام. يجب على النباتات ، التي تفتقر إلى أفواه ، أن تصنعها بنفسها ، لأنها تحتاجها أيضًا للتنفس الهوائي ، وكذلك للنمو والأنشطة الأيضية الأخرى. تقوم النباتات بذلك عن طريق "استنشاق" ثاني أكسيد الكربون2 (بشكل ملائم ، نفايات ناتجة عن التمثيل الغذائي الحيواني بكميات وفيرة) في أوراقها واستخدام صبغة الكلوروفيل وضوء الشمس لتجميع الجلوكوز من هذا CO2:
6 كو2 + 6 ح2O → C.6ح12ا6+ 6 س2
كما ترون ، هذا هو رد الفعل العكسي للتنفس الهوائي. وبالتالي ، فإن التنفس والتمثيل الضوئي معًا يشكلان دورة الكربون.
تفاعلات الأكسدة
كل ذلك المعدن المؤسف غير المستقر ذي اللون الكستنائي الذي يركب على سيارات جيدة التجوية هو نتيجة لنوع من التفاعل يُعرف بالأكسدة. يمكن لذرات الحديد (Fe) في الفولاذ والمعادن الأخرى ، إذا تعرضت للهواء والرطوبة ، أن تتحول تدريجياً إلى مختلفة أكاسيد الحديد، مما أدى إلى ظاهرة مألوفة تعرف باسم الصدأ.
يمكن تلخيص الصدأ الشائع من خلال التفاعل:
4 Fe2++ س2 + 6 ح2O ⟶ 2 Fe2ا3⋅H2س + 8 ح+
تفاعلات الطبخ
كيمياء الطبخ هي مادة الكتب المدرسية بأكملها ، ولكن بشكل عام ، الطهي يتضمن يحدث التحمير (كما هو الحال في خبز الخبز) بشكل أفضل في الظروف الجافة وفي درجات حرارة أعلى من حوالي 130 ℃. يميل القلي أو الخبز أو الشواء أو التحميص إلى تحمير الطعام عبر مجموعة من العمليات تسمى ردود فعل ميلارد.
في الميكروويف والغليان والبخار ، نادراً ما تتجاوز درجة حرارة الطعام الداخلية 100 درجة مئوية ، وأي تحمير ناتج عن عمليات أخرى.
تفاعلات الحريق
ينتج الحريق عن تفاعلات مفاجئة تعتمد على مجموعة من الشروط المسبقة: يجب أن تكون الحرارة والوقود والأكسجين موجودة بكميات كافية. يمكن تحسين خليط الوقود والأكسجين لخلق معدلات احتراق عالية. عندما تشاهد حريقًا يحترق ، فإنك تستمتع بمشاهدة سلسلة من تفاعلات الأكسدة المتسلسلة.
عند إزالة الوقود أو الأكسجين من النظام ، سيتم إطفاء الحريق بسرعة بسبب نقص المواد المتفاعلة ، على الرغم من أنه من الناحية العملية ، قد يكون من الصعب بالطبع القيام بذلك بسرعة وأمان في حالة الضبط غير المخطط له أو الضار حرائق.