بحث عن الكيمياء في حياتنا

الكيمياء

تدخل الكيمياء في مختلف جوانب الحياة، بدءاً من التفاعلات الكيميائية الحيوية داخل ومختلف الكائنات الحية، وانتهاءً بالتفاعلات الكيميائية في الجو وفي محيط الإنسان. وتحتل المركبات الكيميائية مكاناً مهماً في المجالات الصناعية الزراعية والبيئية. وفيما يلي ذكر لبعض الجوانب في حياتنا والتي تُوجد فيها الكيمياء بصورها المختلفة.

المحاليل الكيميائية

المحاليل الكيميائية هي الأوساط التي تتيح للجزيئات حرية الحركة والتفاعل، ويعتبر الدم هو الوسط الذي تتم فيه التفاعلات الكيميائية في جسم الإنسان، وتذوب فيه الغازات ليتم نقلها من الخلايا وإليها، فالأكسجين الذي يصل إلى الخلايا ذائباً في الدم يدخل إليها تبعاً لضغط الأكسجين المرتفع خارج الخلية مقارنة بداخلها، وعلى العكس من ذلك يدخل إلى الدم ثاني أكسيد الكربون الذي نتج داخل الخلايا كنتيجة لعملية التمثيل الغذائي.

تفاعلات الترسيب

التفاعلات التي تنتهي بتكوين راسب من الممكن أن تكون مفيدة كما في التفاعلات التي تستخدم لترسيب المواد الضارة في المحاليل للتخلص منها بشكل منفصل بدلاً من التخلص منها بصورة ذائبة، وعند استخدام رواسب مادة كربونات الكالسيوم في الأصداف لصنع الطباشير، وقد تكون ضارة كما في داخل الجسم، والذي ينتج عن ترسب في المفاصل، وأملاح الكلى وحصاويها والتي تنتج عن عمليات ترسب لمواد زادت عن المستوى الطبيعي لها في الجسم.

غازات الجهاز الهضمي

تنتج غازات من بكتيريا وفطريات توجد في الجهاز الهضمي بشكل طبيعي، وتلعب دوراً هاماً في تحليل بعض المواد التي لا يستطيع الجسم تحليلها مثل السكريات المعقدة الموجودة في البقوليات كالفول، و كتأثير جانبي تنتج هذه البكتريا والفطريات الغازات والتي تتركب من غازات الميثان وثاني أكسيد الكربون والهيدروجين.

ولأن الأمعاء مرتبطة بتكوين الفضلات فإن بها بقايا من مادة الكبريت ذات الرائحة المنفرة فيصبح للغازات عند مرورها بها رائحة مماثلة رغم أن البكتيريا تنتجها عديمة الرائحة، وتتحرك هذه الغازات باتجاه الخروج دون محاولة الحركة بالاتجاه المعاكس وهو العودة للمعدة، وذلك لأن حركة عضلات الأمعاء التقلصية لدفع الفضلات للخارج تمنع الحركة العكسية، كما تدفع عملية الأكل والشرب بمحتويات المعدة والأمعاء لتفريغ مكان لما تم تناوله حديثاً، كما أن تركيب الأمعاء بتعرجاته ونسيجه الملتف تحول دون ذلك أيضاً، وعلى عكس المتوقع فإن كثرة الغازات تدل على عمل الجهاز الهضمي بشكل جيد، وليس العكس.

توازن الأحماض والقواعد

عادة ما يتم ضبط مستوى الحمضية والقاعدية في حمامات لأنها مياه راكدة غير متحركة، فلحمايتها من تكون الطحالب والبكتيريا يتم إضافة مادة الكلور القلوية، ثم يتم ضبط مستوى الكلور بما يضمن منع نمو هذه الكائنات، دون أن يصل إلى حد تهييج عيون من يرغب في السباحة، ودون أن تصبح المياه عكرة.

المواد اللاصقة

المواد اللاصقة هي إحدى المنتجات الكيميائية والتي تمكن مادتين من الالتصاق ببعضهما في مواد البناء والمستلزمات المكتبية وغيرها، وتتكون المادة اللاصقة الأساسية (الغراء) من بروتينات الحيوانات، وتعود قدرتها على الالتصاق إلى الروابط الكيميائية التي تنشئها مع المادة الأخرى، والرابطة بين جزيئاتها، ولإلغاء مفعول المادة اللاصقة يتم استخدام مواد كالزيوت لتقوم بكسر هذه الروابط، ومن المعروف أن الزيوت تغير من خصائص الروابط الكيميائية للأسطح، ومثال ذلك قدرة زيوت التشحيم على منع الاحتكاك لأنها تمنع التفاعلات التي تحدث بين الأجزاء المعدنية.

الماء

يعتبر الماء الأكثر إثارة بين المواد الصلبة، فبدلاً من أن ينكمش في حالة التجمد فإنه يتمدد، ويتشكل بأشكال بلورية متعددة، أشهرها التركيب السداسي.

ويوجد الماء على شكل قطرات ليقلل من ظاهرة التوتر السطحي، والتي تنشأ بسبب أن الجزيئات الموجودة في السطح تكون فاقدة للرابطة التي من المفترض أن تربطها بجزيئات فوقها كما تحتها فتتحرك بتوتر، فيعمل شكل القطرة على تصغير مساحة السطح المكشوف للهواء، وهذا التوتر السطحي أو الرغبة الشديدة للتفاعل هي ما تسبب تسوس الأسنان مثلاً، وتقوم مكافحات التسوس بتقليل هذا التوتر السطحي لحماية من أن ترتبط بمواد ضارة لها.

وما يتصاعد عند غليان الماء وتبخره ليس بخار الماء وإنما ضباب، فبخار الماء شفاف لا يمكن رؤيته ويكون في هذه الأوقات حارقاً للجلد أو الوجه إذا تم التعرض له بشكل مباشر، ويتم تسمية ذلك الضباب ببخار الماء مجازاً.

ويمثل الشكل الذي يكوّنه الماء بالحرف الإنجليزي V، والذي ينتج عن الرغبة القوية لإلكترونات الأكسجين غير المرتبطة في التباعد عن بعضها، فتضغط على ذرتي الهيدروجين اللتين كانتا موجودتين على جانبي الأكسجين للاقتراب من بعضهما بعض الشيء مكونتان شكل V بدلاً من خط مستقيم.

كيفية حدوث الحرائق

لكي يصبح الإنسان قادراً على مكافحة الحرائق وإخمادها كان لا بد من دراسة كيفية حدوث الحرائق وانتشارها، الحريق هو تفاعل أكسدة واختزال، فعندما تتفاعل المواد العضوية (الهيدروكربونات) كالوقود مع الهيدروجين ينتج عن هذا التفاعل ثاني أكسيد الكربون وماء وحرارة، وجميع المواد القابلة للاشتعال والتي تؤدي إلى انتشار الحرائق كالأوراق والأخشاب والأعشاب هي هيدروكربونات، وتكمن خطورة النيران الناتجة عن الحرائق في كونها تستهلك جميع الأكسجين الموجود وتنتج ثاني أكسيد الكربون بكميات كبيرة مما يسبب الاختناق للإنسان.

وقد لوحظ أن طبيعة حركة اللهب على شكل موجات تعمل على الانتشار، إضافة إلى تطاير المواد المشتعلة لمسافات أبعد، واللهب هو عبارة عن غازات محترقة؛ هذه الحقيقة وحدها كافية لتوضيح قدرته الهائلة والسريعة على الانتشار.

ولأن الاحتراق يستهلك الهواء الموجود في المحيط، يؤدي ذلك إلى حدوث تباين في ضغط الهواء، يتسبب في انتقال النيران على شكل دوامات متفجرة تتحرك بسرعة الرياح.

الأسمدة

في المجال الزراعي توفر الكيمياء الأسمدة والمخصّبات والمبيدات، والتي تعتبر حلاً لمشكلة تزايد الطلب وقلة التربة الصالحة للزراعة في العالم، على أن يتم استخدام هذه المواد بالمقادير المسموح بها من هيئة الغذاء والدواء الدولية FAD، ومنظمة الصحة العالمية WHO، وعادة ما يتم تحديد هذه المقادير بما يضمن أقل مستويات الخطورة على صحة المستهلك للمنتجات الزراعية.

المراجع

• و. جراهام ريتشاردز، أسرار الكيمياء، الهيئة المصرية العامة للكتاب.