Kemi kan betyda många saker. Vid denna tidpunkt tänker du förmodligen på det som studien av hur ämnen (atomer och molekyler) interagerar vid den mest intima, och oftast osynliga, nivån och något du till och med kan studera på och studera formellt för liv. Det kan också vara de ovanligt "reaktiva" känslorna mellan två lockade individer. Det kan vara den klass du sitter i, bredvid en person som du till och med kan ha kemi med.
Bortsett från ordspel ser kemi på ytan ut som ett sortiment av ofta slumpmässigt slängda bokstäver och siffror. Naturligtvis kan du säga samma sak om vilken bok eller webbplats som helst. Faktum är att kemins värde är dess eleganta ordning och förutsägbarhet (i rätta händer, det vill säga och med säkerhet alltid i åtanke).
Hur upplever du fördelarna med kemi och kemiska processer varje dag? De fem nedan skrapar bara ytan, men de representerar en produktiv start mot att uppskatta de dagliga aktiviteterna där denna underbart strukturerade vetenskapliga disciplin spelar en roll.
Andningsreaktioner
Andning är inte exakt andningsakten (det kallas ventilation) utan är namnet på den serie kemiska reaktioner som omvandlar glukos (C6H12O6), som är slutprodukten av matsmältningen som alla celler använder som näringsämne.
Hos människor och andra flercelliga organismer resulterar aerob andning i mitokondrierna i celler i produktionen av ATP (adenosintrifosfat), cellernas "energivaluta". Utan syre (O2) kan celler producera en mycket begränsad mängd ATP från glukos.
Den fullständiga balanserade kemiska reaktionen av aerob andning är
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + 36 (eller 38) ATP
Glukos bryts ner i närvaro av syre till koldioxid och vatten, vilket frigör energi i processen.
Fotosyntesreaktioner
Du får glukos från maten; växter, som saknar munnen, måste göra sig själva, för de behöver det också för aerob andning, liksom för tillväxt och andra metaboliska aktiviteter. Växter gör detta genom att "andas in" CO2 (bekvämt, en avfallsprodukt från djurmetabolism som finns i rikliga mängder) i deras blad och använder pigmentet klorofyll och solljus för att samla glukos från denna2:
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6+ 6 O2
Som du kan se är detta den omvända reaktionen av aerob andning. Följaktligen utgör andning och fotosyntes tillsammans kolets kretslopp.
Oxidationsreaktioner
All den olyckliga flagnande, rödbruna färgade metallen som kör runt på väderbitna bilar är resultatet av en slags reaktion som kallas oxidation. Järnatomerna (Fe) i stål och andra metaller kan, om de utsätts för luft och fukt, gradvis förändras till olika oxider av järn, vilket resulterar i det välbekanta fenomen som kallas rost.
Vanlig rostning kan sammanfattas av reaktionen:
4 Fe2++ O2 + 6 H2O ⟶ 2 Fe2O3⋅H2O + 8 H+
Matlagningsreaktioner
Matlagningens kemi är saker i hela läroböcker, men i allmänhet är det matlagning brunning (som vid bakning av bröd) sker bäst under torra förhållanden och vid temperaturer över ca 130 ℃. Stekning, bakning, grillning eller rostning tenderar att bruna mat via en grupp processer som kallas Maillard-reaktioner.
Vid mikrovågsugn, kokning och ångning överstiger de inre livsmedeltemperaturerna sällan 100 ℃, och all brunning är resultatet av andra processer.
Brandreaktioner
Brand är resultatet av plötsliga reaktioner som bygger på en uppsättning förutsättningar: Värme, bränsle och syre måste finnas i tillräckliga mängder. Bränsle- och syreblandningen kan optimeras för att skapa höga förbränningshastigheter. När du ser en eld brinna, njuter du av synen av en serie kedjeoxidationsreaktioner.
När antingen bränsle eller syre avlägsnas från systemet kommer branden att släckas snabbt på grund av brist på reaktanter, även om detta i praktiken naturligtvis kan vara svårt att snabbt och säkert göra i händelse av oplanerad eller skadlig inställning bränder.