Czym jest chemia?

Chemia – co to jest?

Słownik Języka Polskiego zawiera prostą odpowiedź na pytanie, postawione w tytule tego artykułu. Czym jest chemia? Definicja brzmi następująco: jest to nauka o budowie i właściwościach różnych substancji oraz przemianach jednych substancji w inne. Chemia zalicza się do grupy tak zwanych nauk przyrodniczych, w skład której wchodzą także: biologia, fizyka czy astronomia.

Chemia dzieli się na dwie podstawowe dziedziny: chemię organiczną i nieorganiczną. Pierwsza z wymienionych nauk obejmuje badania nad związkami, zawierającymi w składzie węgiel. Chemia nieorganiczna dotyczy zaś wszystkich pozostałych związków, w których nie ma wiązań węglowych.

Chemia i chemia fizyczna

Chemia jest jedną z wielu nauk, które wciąż się rozwijają. Na przełomie wieków powstały też jej różne dziedziny, na przykład chemia fizyczna. Nauka ta, zwana również fizykochemią, łączy w sobie elementy wiedzy na temat chemicznych i fizycznych właściwości różnych substancji. Istotą chemii fizycznej jest próba uzasadnienia reakcji chemicznej za pomocą teorii fizyki.

Do kategorii chemii fizycznej zaliczają się m.in. takie nauki jak:

• elektrochemia,
• termodynamika,
• fotochemia,
• fonochemia,
• chemia radiacyjna.

Istnieje też kilka innych rodzajów chemii fizycznej, na przykład magnetochemia. W tej nauce kluczową rolę odgrywa analiza związków pomiędzy właściwościami magnetycznymi i chemiczną strukturą substancji. Pod pojęciem chemii fizycznej funkcjonuje również chemia koloidów, zajmująca się badaniem układów koloidalnych (zawiesin niejednorodnych).

Co to jest chemia analityczna?

Przykładem chemii interdyscyplinarnej, łączącej różne dziedziny wiedzy, jest chemia analityczna. Jak wskazuje sama nazwa, nauka ta zajmuje się głównie analizą różnych substancji. Badacze, zajmujący się rozwijaniem chemii analitycznej, stale wypracowują nowe metodologie działania. Celem ich pracy jest lepsze poznanie i dopracowanie charakterystyki różnych, chemicznych związków – zarówno tych znanych, jak i tych zupełnie nowych.

Chemia: wiedza powstała z obserwacji świata przyrody

Ludzie od zarania dziejów uważnie obserwowali otaczający ich świat i zachodzące w nim zjawiska. Obserwacje dały początek dyscyplinie naukowej, jaką jest chemia. Definicja tej nauki nie powstała jednak od razu. Pierwszymi badaczami świata materii organicznej i nieorganicznej byli m.in. starożytni Egipcjanie i Grecy. To właśnie oni jako pierwsi zaczęli zgłębiać kwestie, związane z budową i właściwościami materii: ciał stałych, płynnych i gazów. Greccy filozofowie przyrody w swoich pracach skupiali się głównie na badaniu źródeł pramaterii. Już w V w. p.n.e. joński filozof Leukippos stworzył pojęcie atomu w odniesieniu do pramaterii. Kontynuatorem jego badań był Demokryt z Abdery.

W starożytności chemia miała ścisły związek z medycyną i kosmogonią. Obserwacje ciała ludzkiego prowadziły pierwszych badaczy do rewolucyjnych odkryć, związanych z budową i właściwościami substancji. Stan ówczesnej wiedzy z zakresu fizyki i chemii zebrał Arystoteles w IV w. p.n.e. Ten grecki filozof był kontynuatorem myśli pierwszych filozofów przyrody.

W I wieku rzymski pisarz, Pliniusz Starszy, jako pierwszy opracował zbiór 37 tomów o nazwie: Historia naturalna. Jego dzieło zawiera esencję wiedzy starożytnych na temat zjawisk i substancji, występujących w świecie przyrody. Poszczególne tomy Pliniusza obejmują zagadnienia medyczne, mineralogiczne i kosmologiczne.

Chemia i alchemia

Badania nad materią poszerzyli w kolejnych wiekach m.in. Arabowie, twórcy alchemii. Do dziś jest ona uznawana za jedną z najbardziej fascynujących nauk, jakie stworzył człowiek. Była to dyscyplina skoncentrowana na poszukiwaniu pramaterii. Alchemicy (Dżabir Ibn Hajian, Rhazes) łączyli elementy przyrody z elementami filozofii, by znaleźć istotę wszechrzeczy. Nadrzędnym celem ich badań było znalezienie kamienia filozoficznego, który zmieniłby zwykły metal w metal szlachetny.

Znaczenie słowa chemia i rozwój chemii nowożytnej

Za twórcę pojęcia chemia uznaje się Zosimosa z Panopolis. Był to grecki alchemik, żyjący w IV w. n.e. To właśnie on jako pierwszy miał użyć słowa chymia w odniesieniu do badań nad materią. Prawdziwy renesans i początki nowożytnej chemii przypadają na wiek XVII i badania angielskiego filozofa, chemika i fizyka, Sir Roberta Boyle`a. Był on twórcą dzieła pod tytułem: The Sceptical Chymist, w którym kwestionował założenia filozofów przyrody i zaproponował własną, uproszczoną definicję pierwiastka i wprowadził metodę badań ilościowych.

W ostatnim półwieczu wielu badaczy przyczyniło się do rozwoju nauki chemii. Byli to m.in.:

• Carl Wilhelm Scheele, chemik i aptekarz niemiecko-szwedzkiego pochodzenia, pionier różnych metod analiz chemicznych, wydzielił azot, kwas mlekowy, kwas szczawiowy, uzyskał chlor,
• Antoine Lavoisier, francuski chemik, badał zachowania podgrzewanych substancji i poddawał pochodne spalania analizie ilościowej; wyjaśnił istotę procesu spalania,
• Joseph Priestley, angielski chemik, odkrywca tlenu i zjawiska fotosyntezy.

Oczywiście lista nazwisk naukowców i badaczy, dzięki którym stan naszej aktualnej wiedzy chemicznej jest tak imponujący, powinna być znacznie dłuższa. Warto wspomnieć, chociażby Alessandro Voltę, Dmitrija Mendelejewa czy Marię Skłodowską-Curie.

Chemia – nauka o wszechstronnym zastosowaniu praktycznym

Trudno byłoby wyobrazić sobie współczesny świat bez dorobku pokoleń tysięcy chemików. Nie bez przyczyny mówi się, że chemia leczy, żywi, broni i ubiera. Odkrycia w dziedzinie chemii znajdują bardzo szerokie zastosowania praktyczne. To właśnie dzięki nim żyjemy komfortowo. Wiedza na temat właściwości substancji sprawia, że jesteśmy w stanie zwalczyć choroby, wyprodukować odzież, żywność, środki czystości i wiele innych, niezbędnych na co dzień produktów, takich jak:

• paliwa,
• nawozy,
• kosmetyki,
• barwniki itd.

Przykłady wykorzystania chemii w biznesie

Wraz z rozwojem odkryć w dziedzinie chemii nastąpił też rozwój biznesu i wielu dochodowych branż, bez których współczesne, światowe gospodarki nie mogłyby funkcjonować. Wiedza chemiczna znajduje bardzo szerokie zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu ciężkiego i lekkiego. Dzięki niej rozwija się budownictwo, przemysł paliwowy, elektrotechniczny, a także energetyka, medycyna czy rynek tworzyw sztucznych.

Chemia współcześnie: nowe kierunki rozwoju

Dwudziesty pierwszy wiek dowodzi, że chemicy nie osiedli na laurach. Naukowcy wciąż poszukują odpowiedzi na różne pytania, dotyczące właściwości materii organicznej i nieorganicznej. Odkrywamy nowe pierwiastki (obecnie są to tak zwane transuranowce), trwają też badania nad zastosowaniami chemii w energetyce i produkcji paliw odnawialnych. Wiedza na temat właściwości pierwiastków daje też podwaliny wielu nowym technologiom. Technologie te umożliwiają recykling, produkcję surowców odnawialnych, żywności, odzieży i eliminację zanieczyszczeń z gleb, atmosfery i wód.

Źródła:

Bronisław Seyda, Dzieje medycyny w zarysie, Warszawa 1977.
Chemia, hasło w: Encyklopedia PWN.
Halina Lichocka, Historia chemii, dostępny:
https://depot.ceon.pl/bitstream/handle/123456789/12455/historia%20chemii.pdf?sequence=3&isAllowed=y