Πολλές δεκάδες χιλιάδες από τις πιο σημαντικές χημικές ουσίες έχουν εισχωρήσει σφιχτά στη ζωή μας, τα ρούχα και τα υποδήματα, τροφοδοτώντας το σώμα μας με χρήσιμα στοιχεία, παρέχοντάς μας τις βέλτιστες συνθήκες ζωής. Έλαια, αλκάλια, οξέα, αέρια, ορυκτά λιπάσματα, χρώματα, πλαστικά είναι μόνο ένα μικρό μέρος των προϊόντων που δημιουργούνται με βάση χημικά στοιχεία.
Είναι χημεία. Δεν το ήξερα;
Ξυπνώντας το πρωί, πλένουμε τα πρόσωπά μας και βουρτσίζουμε τα δόντια μας. Σαπούνι, οδοντόκρεμα, σαμπουάν, λοσιόν, κρέμες είναι προϊόντα που βασίζονται στη χημεία. Παρασκευάζουμε τσάι, βουτάμε ένα κομμάτι λεμόνι σε ένα ποτήρι - και παρατηρούμε πώς το υγρό γίνεται πιο ελαφρύ. Μια χημική αντίδραση λαμβάνει χώρα μπροστά στα μάτια μας - μια αλληλεπίδραση οξέος-βάσης πολλών προϊόντων. Μπάνιο και κουζίνα - το καθένα, με τον δικό του τρόπο, ένα μίνι εργαστήριο ενός σπιτιού ή ενός διαμερίσματος, όπου κάτι αποθηκεύεται σε ένα δοχείο ή φιαλίδιο. Τι ουσία, αναγνωρίζουμε το όνομά τους από την ετικέτα: αλάτι, σόδα, λευκότητα κ.λπ.
Ειδικά πολλές χημικές διεργασίες συμβαίνουν στην κουζίνα κατά τη διάρκεια του μαγειρέματος. Τηγάνια και κατσαρόλες με επιτυχίαΟι φιάλες και οι αποστακτήρες αντικαθίστανται εδώ και κάθε νέο προϊόν που τους αποστέλλεται πραγματοποιεί τη δική του ξεχωριστή χημική αντίδραση, αλληλεπιδρώντας με τη σύνθεση που βρίσκεται εκεί. Περαιτέρω, ένα άτομο, τρώγοντας τα πιάτα που έχει προετοιμάσει, ξεκινά τον μηχανισμό της πέψης των τροφών. Αυτή είναι επίσης μια χημική διαδικασία. Και έτσι σε όλα. Όλη μας η ζωή είναι προκαθορισμένη από στοιχεία από τον περιοδικό πίνακα του Μεντελέεφ.
Ανοιχτό τραπέζι
Αρχικά, ο πίνακας που δημιούργησε ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς αποτελούνταν από 63 στοιχεία. Τόσο πολλά από αυτά ήταν ανοιχτά εκείνη την εποχή. Ο επιστήμονας κατάλαβε ότι είχε ταξινομήσει μια πολύ μακριά από πλήρη λίστα στοιχείων που υπήρχαν και ανακαλύφθηκαν σε διαφορετικά χρόνια από τους προκατόχους του στη φύση. Και αποδείχθηκε ότι είχε δίκιο. Περισσότερα από εκατό χρόνια αργότερα, το τραπέζι του αποτελούνταν ήδη από 103 αντικείμενα, στις αρχές της δεκαετίας του 2000 - από 109, και οι ανακαλύψεις συνεχίζονται. Οι επιστήμονες σε όλο τον κόσμο αγωνίζονται να υπολογίσουν νέα στοιχεία, με βάση τη βάση - έναν πίνακα που δημιουργήθηκε από έναν Ρώσο επιστήμονα.
Ο περιοδικός νόμος του Μεντελέεφ είναι η βάση της χημείας. Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ τους των ατόμων αυτών ή εκείνων των στοιχείων έχουν δημιουργήσει τις βασικές ουσίες στη φύση. Αυτά, με τη σειρά τους, είναι προηγουμένως άγνωστα και πιο σύνθετα παράγωγά τους. Όλα τα ονόματα των ουσιών που υπάρχουν σήμερα προέρχονται από στοιχεία που έχουν συνάψει σχέση μεταξύ τους κατά τη διαδικασία των χημικών αντιδράσεων. Τα μόρια των ουσιών αντικατοπτρίζουν τη σύνθεση αυτών των στοιχείων σε αυτά, καθώς και τον αριθμό των ατόμων.
Κάθε στοιχείο έχει το δικό του σύμβολο γραμμάτων
Στον περιοδικό πίνακα, το όνομα των στοιχείων δίνεται τόσο με κυριολεκτικούς όσο και με συμβολικούς όρους. Είμαστε μόνοιπροφέρουμε, χρησιμοποιούμε άλλους όταν γράφουμε τύπους. Καταγράψτε τα ονόματα των ουσιών χωριστά και δείτε έναν αριθμό από τα σύμβολά τους. Δείχνει από ποια στοιχεία αποτελείται το προϊόν, πόσα άτομα ενός ή άλλου συστατικού θα μπορούσαν να συντεθούν στη διαδικασία μιας χημικής αντίδρασης από κάθε συγκεκριμένη ουσία. Όλα είναι αρκετά απλά και οπτικά, χάρη στην παρουσία συμβόλων.
Η βάση της συμβολικής έκφρασης των στοιχείων ήταν το αρχικό, και, στις περισσότερες περιπτώσεις, ένα από τα επόμενα γράμματα από το λατινικό όνομα του στοιχείου. Το σύστημα προτάθηκε στις αρχές του 19ου αιώνα από τον Berzelius, έναν χημικό από τη Σουηδία. Ένα γράμμα σήμερα εκφράζει τα ονόματα δύο δωδεκάδων στοιχείων. Τα υπόλοιπα είναι δύο γράμματα. Παραδείγματα τέτοιων ονομάτων: χαλκός - Cu (cuprum), σίδηρος - Fe (σίδηρο), μαγνήσιο - Mg (μαγνήσιο) και ούτω καθεξής. Στο όνομα των ουσιών, δίνονται τα προϊόντα αντίδρασης ορισμένων στοιχείων και στους τύπους - η συμβολική τους σειρά.
Προϊόν ασφαλές και όχι τόσο καλό
Η χημεία γύρω μας είναι πολύ περισσότερα από όσα μπορεί να φανταστεί ο μέσος άνθρωπος. Χωρίς να ασχολούμαστε επαγγελματικά με την επιστήμη, πρέπει ακόμα να την αντιμετωπίσουμε στην καθημερινότητά μας. Ό,τι υπάρχει στο τραπέζι μας αποτελείται από χημικά στοιχεία. Ακόμη και το ανθρώπινο σώμα αποτελείται από δεκάδες χημικές ουσίες.
Τα ονόματα των χημικών ουσιών που υπάρχουν στη φύση μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες: χρησιμοποιούνται στην καθημερινή ζωή ή όχι. Τα πολύπλοκα και επικίνδυνα άλατα, οξέα, αιθερικές ενώσεις είναι εξαιρετικά ειδικά και χρησιμοποιούνται αποκλειστικάσε επαγγελματικές δραστηριότητες. Απαιτούν προσοχή και ακρίβεια στη χρήση τους και, σε ορισμένες περιπτώσεις, ειδική άδεια. Οι ουσίες που είναι απαραίτητες στην καθημερινή ζωή είναι λιγότερο αβλαβείς, αλλά η ακατάλληλη χρήση τους μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρές συνέπειες. Από αυτό μπορούμε να συμπεράνουμε ότι αβλαβής χημεία δεν υπάρχει. Ας αναλύσουμε τις κύριες ουσίες με τις οποίες συνδέεται η ανθρώπινη ζωή.
Βιοπολυμερές ως δομικό υλικό του σώματος
Το κύριο θεμελιώδες συστατικό του σώματος είναι η πρωτεΐνη - ένα πολυμερές που αποτελείται από αμινοξέα και νερό. Είναι υπεύθυνος για το σχηματισμό κυττάρων, ορμονικών και ανοσοποιητικών συστημάτων, μυϊκής μάζας, οστών, συνδέσμων, εσωτερικών οργάνων. Το ανθρώπινο σώμα αποτελείται από περισσότερα από ένα δισεκατομμύριο κύτταρα και το καθένα χρειάζεται πρωτεΐνη ή, όπως λέγεται επίσης, πρωτεΐνη. Με βάση τα παραπάνω, δώστε τα ονόματα των ουσιών που είναι πιο απαραίτητες για έναν ζωντανό οργανισμό. Η βάση του σώματος είναι το κύτταρο, η βάση του κυττάρου είναι η πρωτεΐνη. Δεν δίνεται άλλο. Η έλλειψη πρωτεΐνης, καθώς και η περίσσεια της, οδηγεί σε διαταραχή όλων των ζωτικών λειτουργιών του σώματος.
Περίπου 20 άλφα-αμινοξέα εμπλέκονται στην κατασκευή των πρωτεϊνών, δημιουργώντας μακρομόρια από πεπτιδικούς δεσμούς. Αυτά, με τη σειρά τους, προκύπτουν ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης των ουσιών COOH - καρβοξυλίου και NH2 - αμινομάδων. Η πιο διάσημη από τις πρωτεΐνες είναι το κολλαγόνο. Ανήκει στην κατηγορία των ινιδιακών πρωτεϊνών. Η πρώτη, η δομή της οποίας καθιερώθηκε, είναι η ινσουλίνη. Ακόμη και για ένα άτομο μακριά από τη χημεία, αυτά τα ονόματα μιλούν πολλά. Αλλά δεν γνωρίζουν όλοι ότι αυτές οι ουσίες -πρωτεΐνες.
Απαραίτητα αμινοξέα
Ένα πρωτεϊνικό κύτταρο αποτελείται από αμινοξέα - το όνομα των ουσιών που έχουν μια πλευρική αλυσίδα στη δομή των μορίων. Σχηματίζονται από: C - άνθρακα, N - άζωτο, O - οξυγόνο και Η - υδρογόνο. Από τα είκοσι τυπικά αμινοξέα, τα εννέα εισέρχονται στα κύτταρα αποκλειστικά με την τροφή. Τα υπόλοιπα συντίθενται από το σώμα κατά τη διαδικασία αλληλεπίδρασης διαφόρων ενώσεων. Με την ηλικία ή παρουσία ασθενειών, ο κατάλογος των εννέα απαραίτητων αμινοξέων διευρύνεται σημαντικά και αναπληρώνεται με απαραίτητα υπό όρους.
Συνολικά, είναι γνωστά περισσότερα από πεντακόσια διαφορετικά αμινοξέα. Ταξινομούνται με πολλούς τρόπους, ένας από τους οποίους τα χωρίζει σε δύο ομάδες: πρωτεϊνογόνες και μη πρωτεϊνογόνες. Μερικά από αυτά παίζουν αναντικατάστατο ρόλο στη λειτουργία του σώματος, που δεν συνδέονται με το σχηματισμό πρωτεΐνης. Τα ονόματα των οργανικών ουσιών σε αυτές τις ομάδες, που είναι βασικά: γλουταμικό, γλυκίνη, καρνιτίνη. Το τελευταίο χρησιμεύει ως μεταφορέας λιπιδίων σε όλο το σώμα.
Λήπη: τόσο απλά όσο και δύσκολα
Όλες οι ουσίες που μοιάζουν με λίπος στο σώμα ονομάζαμε λιπίδια ή λίπη. Η κύρια φυσική τους ιδιότητα είναι η αδιαλυτότητα στο νερό. Ωστόσο, σε αλληλεπίδραση με άλλες ουσίες, όπως το βενζόλιο, η αλκοόλη, το χλωροφόρμιο και άλλες, αυτές οι οργανικές ενώσεις διασπώνται αρκετά εύκολα. Η κύρια χημική διαφορά μεταξύ των λιπών είναι παρόμοιες ιδιότητες, αλλά διαφορετικές δομές. Στη ζωή ενός ζωντανού οργανισμού, αυτές οι ουσίες είναι υπεύθυνες για την ενέργειά του. Έτσι, ένα γραμμάριο λιπιδίων μπορεί να απελευθερώσει περίπου σαράντα kJ.
Μεγάλος αριθμός εισερχόμενωνμόρια λιπαρών ουσιών δεν επιτρέπουν την βολική και προσιτή ταξινόμησή τους. Το κύριο πράγμα που τους ενώνει είναι η στάση τους στη διαδικασία της υδρόλυσης. Από αυτή την άποψη, τα λίπη είναι σαπωνοποιήσιμα και μη σαπωνοποιήσιμα. Τα ονόματα των ουσιών που δημιουργούν την πρώτη ομάδα χωρίζονται σε απλά και σύνθετα λιπίδια. Απλοί περιλαμβάνουν ορισμένους τύπους κεριού, εστέρες χορεστερόλης. Το δεύτερο - σφιγγολιπίδια, φωσφολιπίδια και μια σειρά από άλλες ουσίες.
Οι υδατάνθρακες ως ο τρίτος τύπος θρεπτικών συστατικών
Ο τρίτος τύπος βασικών θρεπτικών συστατικών ενός ζωντανού κυττάρου μαζί με πρωτεΐνες και λίπη είναι οι υδατάνθρακες. Πρόκειται για οργανικές ενώσεις που αποτελούνται από Η (υδρογόνο), Ο (οξυγόνο) και C (άνθρακας). Η δομή των υδατανθράκων και οι λειτουργίες τους είναι παρόμοιες με αυτές των λιπών. Είναι επίσης πηγές ενέργειας για τον οργανισμό, αλλά σε αντίθεση με τα λιπίδια, φτάνουν εκεί κυρίως με τρόφιμα φυτικής προέλευσης. Η εξαίρεση είναι το γάλα.
Οι υδατάνθρακες χωρίζονται σε πολυσακχαρίτες, μονοσακχαρίτες και ολιγοσακχαρίτες. Μερικά δεν διαλύονται στο νερό, άλλα κάνουν το αντίθετο. Ακολουθούν τα ονόματα των αδιάλυτων ουσιών. Αυτά περιλαμβάνουν σύνθετους υδατάνθρακες από την ομάδα πολυσακχαριτών όπως το άμυλο και η κυτταρίνη. Η διάσπασή τους σε απλούστερες ουσίες συμβαίνει υπό την επίδραση των χυμών που εκκρίνονται από το πεπτικό σύστημα.
Χρήσιμες ουσίες των άλλων δύο ομάδων βρίσκονται στα μούρα και τα φρούτα με τη μορφή υδατοδιαλυτών σακχάρων, που απορροφώνται τέλεια από τον οργανισμό. Ολιγοσακχαρίτες - λακτόζη και σακχαρόζη, μονοσακχαρίτες - φρουκτόζη και γλυκόζη.
Γλυκόζη και φυτικές ίνες
Τέτοιες ονομασίες ουσιών όπως γλυκόζη και φυτικές ίνες βρίσκονται συχνά στην καθημερινή ζωή ενός ατόμου. Και τα δύο είναι υδατάνθρακες. Ένας από τους μονοσακχαρίτες που περιέχονται στο αίμα οποιουδήποτε ζωντανού οργανισμού και στο χυμό των φυτών. Το δεύτερο είναι από πολυσακχαρίτες, οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για τη διαδικασία της πέψης· σε άλλες λειτουργίες, οι ίνες χρησιμοποιούνται σπάνια, αλλά είναι επίσης μια απαραίτητη ουσία. Η δομή και η σύνθεσή τους είναι αρκετά περίπλοκες. Αρκεί όμως ένας άνθρωπος να γνωρίζει τις βασικές λειτουργίες που αναλαμβάνει στη ζωή του σώματος για να μην παραμελεί τη χρήση τους.
Η γλυκόζη παρέχει στα κύτταρα μια ουσία όπως η ζάχαρη σταφυλιού, η οποία δίνει ενέργεια για τη ρυθμική ομαλή λειτουργία τους. Περίπου το 70 τοις εκατό της γλυκόζης εισέρχεται στα κύτταρα με την τροφή, τα υπόλοιπα τριάντα - το σώμα παράγει μόνο του. Ο ανθρώπινος εγκέφαλος έχει απόλυτη ανάγκη από γλυκόζη τροφικής προέλευσης, καθώς αυτό το όργανο δεν είναι ικανό να συνθέσει γλυκόζη από μόνο του. Στο μέλι περιέχεται στη μεγαλύτερη ποσότητα.
Το ασκορβικό οξύ δεν είναι τόσο απλό
Γνωστή σε όλους από την παιδική ηλικία, η πηγή της βιταμίνης C είναι μια σύνθετη χημική ουσία που αποτελείται από άτομα υδρογόνου και οξυγόνου. Η αλληλεπίδρασή τους με άλλα στοιχεία μπορεί να οδηγήσει ακόμη και στη δημιουργία αλάτων - αρκεί να αλλάξει μόνο ένα άτομο στην ένωση. Σε αυτήν την περίπτωση, το όνομα και η κατηγορία της ουσίας θα αλλάξει. Πειράματα που έγιναν με ασκορβικό οξύ ανακάλυψαν τις αναντικατάστατες ιδιότητές του στη λειτουργία της αναγέννησης του ανθρώπινου δέρματος.
Επιπλέον, ενισχύει το ανοσοποιητικό σύστημα του δέρματος, βοηθά στην αντίσταση στις αρνητικές επιπτώσεις της ατμόσφαιρας. Έχει αντιγηραντικές, λευκαντικές ιδιότητες, προλαμβάνει τη γήρανση, εξουδετερώνει τις ελεύθερες ρίζες. Που περιέχονται σεεσπεριδοειδή, πιπεριές, φαρμακευτικά βότανα, φράουλες. Περίπου εκατό χιλιοστόγραμμα ασκορβικού οξέος - η βέλτιστη ημερήσια δόση - μπορούν να ληφθούν με τριανταφυλλιά, ιπποφαές και ακτινίδιο.
Τα πράγματα γύρω μας
Είμαστε πεπεισμένοι ότι όλη μας η ζωή είναι χημεία, αφού ο ίδιος ο άνθρωπος αποτελείται εξ ολοκλήρου από τα στοιχεία της. Τρόφιμα, υποδήματα και είδη ένδυσης, προϊόντα υγιεινής είναι μόνο ένα μικρό μέρος όπου συναντάμε τους καρπούς της επιστήμης στην καθημερινή ζωή. Γνωρίζουμε τον σκοπό πολλών στοιχείων και τα χρησιμοποιούμε για δικό μας όφελος. Σε ένα σπάνιο σπίτι δεν θα βρείτε βορικό οξύ, ή σβησμένο ασβέστη, όπως το λέμε, ή υδροξείδιο του ασβεστίου, όπως είναι γνωστό στην επιστήμη. Ο θειικός χαλκός χρησιμοποιείται ευρέως από τον άνθρωπο. Το όνομα της ουσίας προέρχεται από το όνομα του κύριου συστατικού της.
Το διττανθρακικό νάτριο είναι μια κοινή οικιακή σόδα. Αυτό το νέο οξύ είναι το οξικό οξύ. Και έτσι με οποιοδήποτε στοιχείο φυσικής ή ζωικής προέλευσης. Όλα αυτά αποτελούνται από ενώσεις χημικών στοιχείων. Όχι ο καθένας μπορεί να εξηγήσει τη μοριακή του δομή, αρκεί να γνωρίζει το όνομα, τον σκοπό της ουσίας και να τη χρησιμοποιεί σωστά.
