Ανόργανη Χημεία για Αρχάριους

Τόσο μεγάλο μέρος της ζωής μας βασίζεται στη χημεία. Η οργανική χημεία μας δίνει φαρμακευτικά προϊόντα, βαφές και απορρυπαντικά — για να αναφέρουμε μόνο μερικά. Η φυσική χημεία εξετάζει πώς συμπεριφέρεται η ύλη σε ατομικό επίπεδο. Η βιοχημεία εστιάζει σε διαδικασίες εντός των ζωντανών οργανισμών, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Επιπλέον, η αναλυτική χημεία ασχολείται με τα «ίσως» και «τι θα γινόταν αν» του πεδίου. Από τους πέντε κλάδους, ένας που τείνουμε να θεωρούμε δεδομένο είναι η ανόργανη χημεία, η οποία εξετάζει τις αλληλεπιδράσεις που δεν περιλαμβάνουν άτομα άνθρακα. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε αυτόν τον κλάδο και τι χρειάζεται για τη μελέτη αυτού του τομέα.

Τι είναι η Ανόργανη Χημεία;

Το λεξικό ορίζει αυτό το υποτμήμα της χημείας ως κλάδο που ασχολείται με τις ανόργανες χημικές ουσίες. Ωστόσο, αυτό δεν μας βοηθά να κατανοήσουμε κάθε πτυχή της επιστήμης.

Ο άνθρακας είναι ένα από τα πιο κοινά στοιχεία στον πλανήτη. Είναι κυριολεκτικά η ουσία της ζωής. Οι μονάδες του DNA - ο οδικός χάρτης του σώματος - είναι νουκλεοτίδια και τα νουκλεοτίδια αποτελούνται από ένα σάκχαρο 5 άνθρακα, μια βάση που περιέχει άζωτο και μια φωσφορική ομάδα. Οι χημικές αντιδράσεις που περιλαμβάνουν άνθρακα ή έχουν άτομα άνθρακα εμπίπτουν στην οργανική χημεία.

Ωστόσο, η πλειονότητα των αντιδράσεων είναι ανόργανες. Αυτός ο κλάδος της χημείας καλύπτει κάθε απόκριση όπου ο άνθρακας δεν υπάρχει. Αν έχετε κάνει ποτέ ένα ηφαίστειο που εκτοξεύεται αναμειγνύοντας μαγειρική σόδα και ξύδι, για παράδειγμα, έχετε πειραματιστεί με την ανόργανη χημεία. Πέρα από τις επιστήμες του δημοτικού σχολείου, πού εφαρμόζεται αυτός ο κλάδος;

Πού χρησιμοποιείται η ανόργανη χημεία;

Οι επιστήμονες γνωρίζουν χιλιάδες ανόργανες ενώσεις, συμπεριλαμβανομένης μιας που μπορείτε να βρείτε στην κουζίνα σας αυτή τη στιγμή. Το NaCl, το χλωριούχο νάτριο, είναι περισσότερο γνωστό ως επιτραπέζιο αλάτι. Τα οξείδια, όπως η σκουριά, είναι ένα άλλο παράδειγμα ανόργανων αντιδράσεων.

Οι ειδικοί χρησιμοποιούν ανόργανες ενώσεις ως καταλύτες, επικαλύψεις, φάρμακα, καύσιμα και άλλα. Συχνά έχουν υψηλά σημεία τήξης και χαμηλά σημεία αγωγιμότητας, γεγονός που τα καθιστά χρήσιμα για συγκεκριμένους σκοπούς.

Η αμμωνία, για παράδειγμα, είναι μια ανόργανη χημική ουσία που χρησιμοποιείται στην παραγωγή ινών, πλαστικών και πολυουρεθανών. Το χλώριο χρησιμοποιείται για την παρασκευή αγροχημικών - όπως λιπάσματα και εντομοκτόνα - και φαρμακευτικών προϊόντων. Επιπλέον, οι εταιρείες χρησιμοποιούν το διοξείδιο του τιτανίου, το φυσικό οξείδιο του τιτανίου, ως χρωστική ουσία σε χρώματα, χαρτιά, μελάνια, τρόφιμα και καλλυντικά.

Πολλές βιομηχανίες σε όλο τον κόσμο βασίζονται σε αυτή τη χημεία. Πού μπορείτε να βρείτε μια καριέρα αν σας γοητεύει ο τομέας;

Μια καριέρα στην Ανόργανη Χημεία

Οι ανόργανοι χημικοί εμφανίζονται σε πολλές διαφορετικές βιομηχανίες, από την κυβέρνηση μέχρι την τεχνολογία.

Εάν σας αρέσει να εργάζεστε με υπολογιστές, αυτός ο κλάδος σας δίνει τις δεξιότητες που απαιτούνται για να δημιουργήσετε τα τσιπ και τα ολοκληρωμένα κυκλώματα που τα κάνουν να λειτουργούν. Εάν προτιμάτε μια καλλιτεχνική καριέρα, οι εταιρείες που δημιουργούν χρώματα και επιστρώσεις προσλαμβάνουν συχνά χημικούς για να τους βοηθήσουν να σχεδιάσουν την επόμενη γενιά διακόσμησης.

Αυτό το είδος χημείας εμφανίζεται ακόμη και στις βιομηχανίες εξόρυξης και επεξεργασίας μετάλλων. Οι χημικοί βοηθούν τις εταιρείες να εντοπίσουν τους πιο αποτελεσματικούς τρόπους εξόρυξης μεταλλεύματος από τη γη. Θα εξετάσουν επίσης πώς να μετατρέψουν το μετάλλευμα σε επεξεργάσιμα πλινθώματα χωρίς να χάσουν μεγάλο μέρος του βασικού υλικού.

Εάν θέλετε να εργαστείτε ως ανόργανος χημικός, θα χρειαστεί να σπουδάσετε μαθηματικά, επιστήμες και χημεία. Μόλις επιλέξετε έναν τομέα για εξειδίκευση, μπορείτε να εστιάσετε σε θέματα όπως η σύνθεση στοιχείων, οι αντιδράσεις και οι δομές. Θα χρειαστείτε τουλάχιστον πτυχίο για να αποκτήσετε μια θέση εισαγωγικού επιπέδου στον τομέα, αν και μεταπτυχιακό ή διδακτορικό. μπορεί να προωθήσει την καριέρα σας.

Πειράματα ανόργανης χημείας DIY

Δεν χρειάζεστε πτυχίο για να ασχοληθείτε με την ανόργανη χημεία. Ανακαλύψτε μερικά εύκολα πειράματα με πράγματα που μπορεί να έχετε ήδη στην κουζίνα ή το γκαράζ σας.

Φτιάξτε το δικό σας χιόνι

Με τον βόρακα, έναν φυσικό δολοφόνο παρασίτων, μπορείτε να φτιάξετε νιφάδες χιονιού ή άλλα κρυστάλλινα σχήματα, πειραματιζόμενοι με τη δημιουργία μιας λύσης. Φτιάξτε μια νιφάδα χιονιού από καθαριστικά σωλήνων, αρκετά μικρή ώστε να μπορείτε να την αιωρήσετε σε ένα βάζο. Βράστε λίγο νερό και ανακατέψτε σε βόρακα - τρεις κουταλιές της σούπας για κάθε φλιτζάνι νερό. Για νέους επιστήμονες που βρίσκονται σε εξέλιξη, λάβετε την άδεια των γονέων πριν ασχοληθείτε με το βραστό νερό.

Μόλις διαλύσετε εντελώς τον βόρακα, κρεμάστε το σχήμα του καθαριστικού σας στο βάζο και ρίξτε το διάλυμά σας πάνω του. Στη συνέχεια, αφήστε το όλη τη νύχτα. Όταν επιστρέψετε το πρωί, θα έχετε ένα υπέροχο κρυσταλλωμένο σχέδιο για να διακοσμήσετε. Κρεμάστε τα στο παράθυρό σας ή στο χριστουγεννιάτικο δέντρο σας. Επιπλέον, δεδομένου ότι περιέχουν βόρακα, θα απωθούν φυσικά παράσιτα!

Διεξαγωγή δοκιμής φλόγας

Εάν έχετε πρόσβαση σε χημικές ουσίες - και επίβλεψη ενηλίκων - η δοκιμή φλόγας είναι αναπόσπαστο μέρος της ανόργανης χημείας. Αυτό το πείραμα είναι διασκεδαστικό, γιατί, για να ανιχνεύσουν το "δαχτυλικό αποτύπωμα" ενός στοιχείου, οι χημικοί το βάζουν φωτιά και βλέπουν τι χρώμα καίνε.

Εκτός από κάθε χημικό, θα χρειαστείτε μια βάση αιθανόλης και μια πηγή φλόγας. Για ορισμένες δοκιμές, θα θέλετε ένα αμυδρό περιβάλλον ή ένα δωμάτιο όπου μπορείτε να σβήσετε το φως, καθώς το χρώμα είναι πολύ λεπτό.

Θέλετε να αναδημιουργήσετε τα χρώματα του ουράνιου τόξου; Αν ναι, ακολουθούν μερικές ιδέες για να ξεκινήσετε:

• Λίθιο: Βρίσκεται μέσα στις μπαταρίες, αυτό το μέταλλο καίγεται ροζ.
• Κάλιο: Βρίσκεται στο τμήμα κηπουρικής των καταστημάτων σιδηρικών, αυτή η χημική ουσία καίει μοβ.
• Χαλκός: Όπως και με το βορικό οξύ, μπορεί να βρεθεί στο τμήμα κηπουρικής και καίει πράσινο.
• Ασβέστιο: Κατευθυνθείτε στο τμήμα κηπουρικής ή βιταμινών για ένα μέταλλο που καίει κόκκινο.

Οι χημικές ουσίες που αναφέρονται παραπάνω είναι εύκολο να βρεθούν, ακόμα κι αν δεν έχετε πρόσβαση σε μια τάξη. Επιπλέον, δεν χρειάζεται να περιοριστείτε σε αυτές τις τέσσερις ιδέες. Δοκιμάστε διαφορετικά στοιχεία και δείτε ποια χρώματα καίνε. Μην ξεχάσετε να έχετε ένα ημερολόγιο κοντά για να μπορείτε να σημειώνετε τα ευρήματά σας.

Όταν εκτελείτε πειράματα, φροντίστε να εργάζεστε σε καλά αεριζόμενο χώρο. Η πρώτη δοκιμή είναι διασκεδαστική, αλλά μπορεί να απελευθερώσει αναθυμιάσεις που δεν είναι ασφαλές να εισπνεύσουν. Για επιπλέον ασφάλεια, σκεφτείτε να φοράτε μάσκα σκόνης ή αναπνευστήρα. Μπορείτε να βρείτε τον κατάλληλο εξοπλισμό στο διάδρομο ζωγραφικής οποιουδήποτε καταστήματος σιδηρικών.

Τι πρέπει να γνωρίζετε για την ανόργανη χημεία

Η οργανική χημεία μελετά τη ζωή. Ωστόσο, η ανόργανη χημεία είναι απαραίτητη γιατί μελετά όλα τα άλλα.

Τα πάντα, από την πλακέτα κυκλώματος στο τηλέφωνό σας μέχρι το αλάτι στο τραπέζι σας εμπίπτουν σε αυτό το κλαδί. Ρίξτε μια ματιά στο σπίτι σας και δείτε τι άλλο μπορείτε να βρείτε.