10 تطبيقات في الكيمياء تظهر أهميتها - كيمياء - 2025

بعض تطبيقات الكيمياء هي الطب والتغذية والسيطرة على البكتيريا أو الميكروبات والزراعة وحتى الاقتصاد. تكمن أهمية الكيمياء في العديد من الاستخدامات التي تتمتع بها اليوم.

تُعرّف الكيمياء بأنها العلم التجريبي الذي يدرس خصائص المواد والأشكال الأولية للمادة. وبنفس الطريقة يدرس الطاقة والتفاعلات بينها وبين المادة.

نظرًا لأن كل شيء يتكون من مادة ، فإن الكيمياء هي أحد أهم فروع العلم. حتى الكائنات الحية تتكون من عناصر كيميائية تتفاعل مع بعضها البعض. يسمح لنا هذا العلم بفهم العلاقات بين الكائنات الحية والعالم من حولهم.

في الوقت الحاضر ، تخصصت الكيمياء في العديد من الفروع التي ترتبط بمجالات المعرفة المختلفة. على سبيل المثال ، علم الأحياء والفيزياء والطب ، من بين أمور أخرى.

تطبيقات الكيمياء في مختلف المجالات

1- الكيمياء والطب

تصنع معظم الأدوية من مادة عضوية ، وهذا هو السبب في أن الطب ، الذي يُفهم على أنه مجال دراسة ، يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالكيمياء العضوية.

المضادات الحيوية وأدوية السرطان ومسكنات الألم والتخدير هي بعض الأدوية المصنوعة من مادة عضوية.

2- الكيمياء والغذاء

الغذاء مصنوع من الكربون ، وهو موضوع الدراسة في الكيمياء العضوية. الكربوهيدرات هي أوضح مثال على التركيب الكيميائي للغذاء.

يشير المصطلح نفسه إلى الكربون والهيدروجين (في الواقع ، تتكون الكربوهيدرات من جزيء واحد من الكربون ، واحد من الهيدروجين ، بالإضافة إلى واحد من الأكسجين - C H O) ؛ تحتوي البروتينات (NH2-CH-COOH) والدهون (CH-COO-CH) أيضًا على الكربون ، وحتى الفيتامينات مصنوعة من مادة عضوية.

من خلال الكيمياء يمكن دراسة كمية الكربوهيدرات والبروتينات والدهون والفيتامينات التي يحتاجها جسم الإنسان في ظل ظروف مختلفة. على سبيل المثال ، أثناء الحمل ، يوصى باستهلاك الفيتامينات (مثل حمض الفوليك) ؛ بينما ، إذا كنت ترغب في تنظيم الجسم ، فمن المستحسن اتباع نظام غذائي غني بالبروتين.

3- عوامل الكيمياء والتعقيم

تتكون معظم عوامل التعقيم ، مثل الفينول والفورمالديهايد ، من الكربون ، وهو عنصر تمت دراسته بواسطة الكيمياء العضوية (كما ذكرنا سابقًا). هذه المعقمات الكربونية فعالة في قتل البكتيريا والميكروبات الأخرى.

4- الكيمياء والاقتصاد

تعتبر العديد من مركبات الكربون ، مثل الماس والجرافيت والبترول ذات قيمة عالية. الماس والجرافيت عبارة عن كربون نقي مع عدم وجود عناصر أخرى بداخله ولكل منهما مجموعة متنوعة من الاستخدامات كما أنهما باهظ الثمن.

من جانبه ، يعد النفط أحد أكثر الموارد قيمة في العالم ، وهو من الناحية الاقتصادية أحد أكثر الموارد تأثيرًا. يمكن تحويل هذا من خلال عمليات كيميائية مختلفة لإيجاد موارد أخرى قد يحتاجها البشر ، مثل البنزين والإطارات وغيرها.

في هذا المعنى ، تعد الكيمياء مفيدة جدًا في صناعة النفط ، حيث يمكن من خلال هذا العلم تطوير العمليات التي تسمح بتحويل النفط والاستفادة القصوى من هذا المورد.

5- الكيمياء والزراعة

الأسمدة هي مواد كيميائية عضوية أو غير عضوية تضاف إلى التربة لتوفير العناصر الغذائية اللازمة لها لتكون منتجة.

تظهر بعض الدراسات التي أجريت في مجال الزراعة أن استخدام الأسمدة التجارية يمكن أن يزيد الإنتاج الزراعي بنسبة تصل إلى 60٪. هذا هو السبب في أن الزراعة تعتمد حاليًا على التقدم العلمي ، خاصة في مجال الكيمياء ، لأنها تسمح بتحسين الإنتاج.

الأسمدة ، العضوية وغير العضوية ، تزيد من الإنتاج الزراعي إذا استخدمت بكميات صحيحة. ومع ذلك ، تحتوي المواد العضوية على تركيز أعلى من المواد الكيميائية اللازمة لنمو النبات.

6- الكيمياء والأحياء

يتزامن علم الأحياء مع الكيمياء في دراسة الهياكل على المستوى الجزيئي. وبالمثل ، فإن مبادئ الكيمياء مفيدة في بيولوجيا الخلية لأن الخلايا تتكون من مواد كيميائية.

في الوقت نفسه ، تحدث العديد من العمليات الكيميائية داخل الكائن الحي ، مثل الهضم ، والتنفس ، والتمثيل الضوئي في النباتات ، وغيرها.

بهذا المعنى ، لفهم علم الأحياء ، من الضروري فهم أسس الكيمياء ، تمامًا كما لفهم الكيمياء ، من الضروري معرفة علم الأحياء.

من التفاعل بين علم الأحياء والكيمياء ، تنشأ تخصصات متعددة ، من بينها البيئة الكيميائية والكيمياء الحيوية والتكنولوجيا الحيوية بالفعل.

7- علم البيئة الكيميائية

علم البيئة الكيميائي هو مجال متعدد التخصصات من البحث بين الكيمياء والبيولوجيا الذي يدرس الآليات الكيميائية التي تتحكم في التفاعلات بين الكائنات الحية.

جميع الكائنات الحية تستخدم "إشارات" كيميائية لنقل المعلومات ، ما يعرف باسم "اللغة الكيميائية" ، أقدم نظام اتصال. وبهذا المعنى ، فإن البيئة الكيميائية هي المسؤولة عن تحديد وتركيب المواد المستخدمة في نقل هذه المعلومات.

بدأ التعاون بين علم الأحياء والكيمياء بعد أن اكتشف البروفيسور جان هنري فابر أن إناث العث من نوع ساتورنيا بيري ، أو باس الطاووس الليلي ، تجذب الذكور بغض النظر عن المسافة.

ابتداءً من عام 1930 ، حاول الكيميائيون وعلماء الأحياء من وزارة الزراعة الأمريكية تحديد المواد المشاركة في عملية جذب العديد من العث.

بعد سنوات ، في عام 1959 ، ابتكر Karlson و Lüscher مصطلح "الفيرومونات" (من الكلمة اليونانية "pherein" للنقل ، و "الهرمان" العربي للإثارة) لتسمية المواد التي طردها الكائن الحي والتي تولد سلوكًا أو رد فعل معين في فرد آخر من نفس النوع.

8- الكيمياء الحيوية

الكيمياء الحيوية هي فرع من فروع العلم مسؤول عن دراسة العمليات الكيميائية التي تحدث داخل كائن حي أو المرتبطة به. يركز هذا العلم على المستوى الخلوي ، ودراسة العمليات التي تحدث داخل الخلايا والجزيئات التي تتكون منها ، مثل الدهون والكربوهيدرات والبروتينات.

9- الكيمياء والتكنولوجيا الحيوية

بكلمات بسيطة ، التكنولوجيا الحيوية هي تقنية تعتمد على علم الأحياء. التكنولوجيا الحيوية هي مجال واسع تتفاعل فيه العلوم الأخرى مثل الكيمياء وعلم الأحياء الدقيقة وعلم الوراثة وغيرها.

الغرض من التكنولوجيا الحيوية هو تطوير تقنيات جديدة من خلال دراسة العمليات البيولوجية والكيميائية والكائنات الحية والخلايا ومكوناتها. منتجات التكنولوجيا الحيوية مفيدة في مختلف المجالات ، من بينها الزراعة والصناعة والطب. تنقسم التكنولوجيا الحيوية إلى ثلاثة مجالات:

• التكنولوجيا الحيوية الحمراء

• التكنولوجيا الحيوية الخضراء

• التكنولوجيا الحيوية البيضاء

تشمل التكنولوجيا الحيوية الحمراء استخدامات هذا العلم فيما يتعلق بالطب ، مثل تطوير اللقاحات والمضادات الحيوية.

تشير التكنولوجيا الحيوية الخضراء إلى تطبيق التقنيات البيولوجية في النباتات لتحسين جوانب معينة منها ؛ المحاصيل المعدلة وراثيا (GM) هي مثال على التكنولوجيا الحيوية الخضراء.

أخيرًا ، التكنولوجيا الحيوية البيضاء هي التكنولوجيا الحيوية المستخدمة في العمليات الصناعية ؛ يقترح هذا الفرع استخدام الخلايا والمواد العضوية لتخليق بعض المواد وتحطيمها ، بدلاً من استخدام البتروكيماويات.

10- الهندسة الكيميائية

الهندسة الكيميائية هي فرع من فروع الهندسة مسؤول عن دراسة الطرق التي يتم بها تحويل المواد الخام لإنتاج منتجات مفيدة وقابلة للتسويق.

يتضمن هذا الفرع من الهندسة دراسة خصائص هذه المواد لفهم العمليات التي يجب استخدامها في تحويل كل مادة من هذه المواد وما هي أفضل طريقة للاستفادة منها.

تشمل الهندسة الكيميائية أيضًا التحكم في مستويات التلوث وحماية البيئة والحفاظ على الطاقة ، وتلعب دورًا مهمًا في تطوير الطاقة المتجددة.

إنه يشكل مجالًا متعدد التخصصات ، لأنه يعتمد على الفيزياء والرياضيات والعلوم البيولوجية والاقتصاد ، وبالطبع الكيمياء.

التطور التاريخي للكيمياء كنظام

وُجدت الكيمياء كممارسة منذ عصور ما قبل التاريخ ، عندما بدأ البشر في التلاعب بالمواد التي كانت تحت تصرفهم لجعلها مفيدة.

اكتشف النار وتلاعب بها لطهي طعامه ، وكذلك لإنتاج أواني خزفية قوية ؛ تلاعب بالمعادن وخلق سبائك بينها مثل البرونز.

في العصور القديمة ، بدأوا في البحث عن تفسيرات للعمليات الكيميائية ، حتى ذلك الحين كانوا يعتبرون السحر.

في هذه الفترة ذكر الفيلسوف اليوناني أرسطو أن المادة تتكون من العناصر الأربعة (الماء والأرض والنار والهواء) ، مختلطة بنسب مختلفة لتنتج مواد مختلفة.

ومع ذلك ، لم يؤمن أرسطو بالتجريب (الأساس الأساسي للكيمياء) كطريقة لاختبار نظرياته.

في وقت لاحق ، في العصور الوسطى ، تطورت الخيمياء (العلم المظلم في اليونانية) ، "العلم" حيث تفاعلت المعرفة حول المواد والسحر والفلسفة.

قدم الكيميائيون مساهمات كبيرة في الكيمياء المعروفة اليوم. على سبيل المثال ، درسوا عمليات مثل التسامي والتبلور ، وقبل كل شيء ، طوروا طريقة تعتمد على الملاحظة والتجريب.

في العصر الحديث ، ولدت الكيمياء كعلم تجريبي وتطورت بقوة أكبر في العصر المعاصر ، مع النظرية الذرية لجون دالتون. خلال هذه الفترة ، تم تطوير فروع الكيمياء: عضوية ، غير عضوية ، كيميائية حيوية ، تحليلية ، من بين أمور أخرى.

في الوقت الحاضر ، تنقسم الكيمياء إلى فروع أكثر تخصصًا وتبرز طبيعتها متعددة التخصصات ، لأنها مرتبطة بمجالات معرفية متعددة (علم الأحياء ، والفيزياء ، والطب ، وغيرها).

خاتمة

بعد دراسة بعض المجالات التي تتدخل فيها الكيمياء ، يمكن القول أن هذا العلم له أهمية كبيرة بسبب طبيعته متعددة التخصصات.

هذا هو السبب في أنه يمكن "ربط" الكيمياء بالتخصصات الأخرى ، مثل علم الأحياء والهندسة والتكنولوجيا ، مما يؤدي إلى ظهور مجالات جديدة للدراسة مثل الكيمياء الحيوية والهندسة الكيميائية والتكنولوجيا الحيوية.

بالطريقة نفسها ، تشكل الكيمياء خطًا عابرًا ، مما يعني أن المعرفة التي ينتجها هذا العلم يتم استخدامها من قبل التخصصات الأخرى دون إنشاء مجال جديد للدراسة.

وبهذا المعنى ، فإن الطابع متعدد التخصصات للكيمياء يفضل الزراعة والطب ، على سبيل المثال لا الحصر.

العلاقة بين الكيمياء والعلوم الأخرى تجعل من الممكن تحسين نوعية الحياة ، لأنها تسمح بإنتاج الأدوية ، وتحسين الأنشطة الاقتصادية (مثل الزراعة وصناعة النفط) ، وتطوير تقنيات جديدة وحماية البيئة.. في الوقت نفسه ، يتيح لنا التعرف على العالم من حولنا بعمق أكبر.

المراجع

1. ما هي أهمية الكيمياء في الحياة اليومية؟ تم الاسترجاع في 17 مارس 2017 ، من موقع reference.com.
2. أهمية الكيمياء العضوية وتطبيقاتها. تم الاسترجاع في 17 مارس 2017 ، من موقع rajaha.com.
3. هيلمنستين ، آن (2017) ما هي أهمية الكيمياء؟ تم الاسترجاع في 17 مارس 2017 ، من موقع thinkco.com.
4. الكيمياء 101 - ما هي الكيمياء؟ تم الاسترجاع في 17 مارس 2017 ، من موقع thinkco.com.
5. جمعية الكيمياء الحيوية - ما هي الكيمياء الحيوية؟ تم الاسترجاع في 17 مارس 2017 ، من

   biochemestry.org.

6. التكنولوجيا الحيوية. تم الاسترجاع في 17 مارس 2017 ، من موقع nature.com.
7. التكنولوجيا الحيوية الحمراء. تم الاسترجاع في 17 مارس 2017 ، من biology-online.org.
8. التكنولوجيا الحيوية الخضراء. تم الاسترجاع في 17 مارس 2017 ، من diss.fu-berlin.de.
9. قاموس سيجين الطبي (2012). التكنولوجيا الحيوية البيضاء. تم الاسترجاع في 17 مارس 2017 ، من القاموس الطبي.
10. كيمياء. تم الاسترجاع في 17 مارس 2017 ، من ck12.or.
11. هندسة كيميائية. جامعة موناش. تم الاسترجاع في 17 مارس 2017 ، من monash.edu.
12. بيرجستروم ، جونار (2007). علم البيئة الكيميائية = علم الكيمياء + علم البيئة! تم الاسترجاع في 17 مارس 2017 ، من ae-info.org.
13. دور الكيماويات في الزراعة. تم الاسترجاع في 17 مارس 2017 ، من موقع astronomycomminction.com.