Come promesso, partiamo proprio dalle basi per tutte le materie che ci hanno accompagnato in questi primi mesi di vita del “blog di servizio”.
Ed iniziamo proprio dalle definizioni!
In passato vi avevo già raccontato che, fin dalla sua comparsa sulla Terra, l’uomo ha cercato di comprendere i fenomeni naturali, muovendo così i primi passi verso le scienze moderne.
La curiosità dei nostri lontani antenati ha portato alla nascita di FISICA, BIOLOGIA, CHIMICA…
In generale:
La Scienza si occupa di eventi del mondo naturale che si possono OSSERVARE E MISURARE.
Numerosi i rami di quelle che ormai chiamiamo “scienze” : Fisica, Chimica, Scienze della Terra, Astronomia, Meteorologia, Geologia, Biologia, Genetica, Ecologia… Oggi iniziamo ad occuparci con calma della Chimica. Vediamo di che cosa si occupa!
CHE COS’E’ LA CHIMICA? Definizione
È la scienza che studia la costituzione intima della materia, indagando, in particolare, la composizione e la struttura delle sostanze presenti in natura o prodotte artificialmente, nonché le trasformazioni che intervengono tra di esse e gli scambi di energia che accompagnano le reazioni.
In altre parole :
la Chimica indaga su proprietà, struttura, composizione e trasformazioni della materia.
Ricordiamo che “MATERIA” è qualunque cosa che abbia MASSA ed occupi uno SPAZIO.
TUTTO E’ CHIMICA: possiamo dire che la vita stessa è “chimica in azione”. Infatti tutte le azioni che compiamo, dal respirare al pensare, sono frutto di reazioni chimiche che avvengono nel nostro corpo!
CHE COS’E’ LA CHIMICA? Il metodo sperimentale
Come tutte le scienze, anche la Chimica si basa sul METODO SPERIMENTALE, che permette di formulare leggi ed elaborare teorie per spiegare i fenomeni osservati.
Spesso le leggi hanno forma di relazioni matematiche, che costituiscono la base per l’approfondimento dei concetti e per lo sviluppo dei vari campi di studio della chimica.
Il metodo sperimentale può essere riassunto nei seguenti punti:
- osservazione del fenomeno, con raccolta di informazioni e dati sul sistema oggetto di studio. In particolare, si ricercano le grandezze fisiche da cui dipende;
- ricerca delle regolarità e proposta di una ipotesi, cioè di una possibile spiegazione dei fatti osservati;
- verifica sperimentale dell’ipotesi stessa, da compiersi più volte in condizioni controllate e ripetibili. L’ipotesi viene “messa alla prova” per vedere se è vera oppure no;
- formulazione di una legge, cioè di una espressione formale che generalizza i risultati ottenuti. Se l’esperienza conferma l’ipotesi, allora essa viene considerata valida e viene espressa con una legge.
- Un ulteriore passo è l’elaborazione di una teoria, cioè di un modello per mezzo del quale non soltanto si può dare una spiegazione del fenomeno osservato, ma anche prevedere l’andamento di altri fenomeni a esso collegati.
CHE COS’E’ LA CHIMICA? I RAMI DELLA CHIMICA
Nata nel XVIII secolo come “ramo” della Fisica, la Chimica si suddivide oggi in numerose branche di carattere teorico o applicativo:
⇒ CHIMICA GENERALE : tratta dei principi e delle leggi fondamentali della Chimica
⇒ CHIMICA INORGANICA : studia gli elementi e le loro combinazioni, a eccezione del carbonio. Campo di studio della Chimica Inorganica sono i composti non formati da atomi di carbonio. Tratta quindi dei legami chimici e della simmetria delle molecole. Ci spiega i solidi cristallini e metallici e si occupa di tanti altri argomenti.
⇒ CHIMICA ORGANICA : è la parte della Chimica che studia il carbonio e i suoi composti. Ricordiamo che il carbonio è alla base dell’architettura degli organismi viventi.
⇒ CHIMICA ANALITICA : studia la composizione delle sostanze e ricerca tecniche e metodi per identificarle, separarle e dosarle. In pratica si occupa di determinare le sostanze presenti in un campione e darne una caratterizzazione chimico-fisica.
⇒ CHIMICA FISICA
si propone di studiare e descrivere le reazioni e i fenomeni chimici utilizzando le metodologie e gli strumenti propri della fisica.
Vengono studiate le fasi della materia e le transizioni di fase, le leggi che governano lo stato gassoso, la struttura dei solidi cristallini e i diagrammi di fase.
La termodinamica e termochimica permettono di stabilire la spontaneità o meno di una reazione. Analogamente vengono analizzati i fattori in grado di influenzare l’equilibrio chimico e la termodinamica di miscele e soluzioni.
Partendo dalle basi della meccanica quantistica, si giunge a descrivere il legame chimico in modo rigoroso su basi matematiche.
Come avrete capito, quindi, la chimica fisica si divide in diversi settori d’indagine, tra cui cinetica chimica, termodinamica chimica, termochimica, elettrochimica, fotochimica.
Un particolare ramo della chimica fisica è la CHIMICA TEORICA, che ne interpreta le leggi in base ai concetti della meccanica quantistica.
L’elettrochimica si occupa invece dello studio della conversione di energia chimica in energia elettrica (e viceversa) e di tutto ciò che ne viene implicato.
La cinetica chimica si occupa del calcolo della velocità di reazione e della formulazione dei singoli processi elementari di cui si compone una reazione (meccanismi di reazione), mentre la dinamica molecolare applica i principi della dinamica ai sistemi atomici e molecolari.
Infine la fotochimica studia l’influenza della luce sulla reattività chimica.
⇒ CHIMICA NUCLEARE :
studia la sintesi degli elementi transuranici, le proprietà e le reazioni degli isotopi radioattivi e i mutamenti che le reazioni nucleari comportano nelle specie chimiche.
⇒ BIOCHIMICA (CHIMICA BIOLOGICA): studia i processi chimici alla base dei complessi fenomeni che caratterizzano gli organismi viventi.
Essa si occupa della sintesi delle biomolecole, del loro ruolo e funzionalità biologica. Studia inoltre gli enzimi e la catalisi enzimatica, oltre agli aspetti chimici del metabolismo, del trasporto di ossigeno tramite emoglobina e mioglobina, della respirazione cellulare, della fotosintesi clorofilliana, dell’omeostasi e della trasduzione del segnale all’interno delle cellule. La biosintesi degli anticorpi e la loro interazione con l’antigene ha un ruolo fondamentale nell’ambito della risposta immunitaria.
⇒ CHIMICA INDUSTRIALE :
si occupa delle trasformazioni su scala industriale delle materie prime per la produzione di sostanze chimiche, miscele e materiali di varia natura. Ovviamente tratta anche processi e impianti chimici utilizzati per tali trasformazioni, oltre che dei loro impatti economici sull’industria e sul costo dei prodotti finiti.
I settori di studio della chimica Industriale sono, oltre alle varie branche della chimica applicate ai processi industriali (chimica generale, inorganica, organica, analitica e chimica fisica), lo studio della progettazione degli impianti e dei processi chimici, le scienze macromolecolari e le reazioni industriali organiche ed inorganiche.
⇒ CHIMICA FARMACEUTICA :
Studia la sintesi delle sostanze ad uso terapeutico, occupandosi, in base alla struttura chimica di
- meccanismo d’azione
- relazioni struttura-attività.
- aspetti di farmacocinetica
⇒ CHIMICA DEGLI ALIMENTI
Essa si occupa dello studio degli alimenti e ne approfondisce gli aspetti relativi alla caratterizzazione quali-quantitativa, alle trasformazioni biochimiche a cui vanno incontro più o meno spontaneamente, ai metodi di condizionamento e conservazione degli alimenti.
Sicuramente uno degli aspetti della Chimica che più mi appassionano!
⇒ CHIMICA AMBIENTALE
Studia i fenomeni chimici e biologici che avvengono nell’ambiente naturale. In particolare si occupa dell’interazione delle sostanze chimiche (fonti, funzioni, reazioni, trasporto, effetti e destino) negli ecosistemi (acqua, aria, suolo e organismi viventi).
CHE COS’E’ LA CHIMICA? A CHE COSA SERVE
Come detto poco fa, TUTTO E’ CHIMICA! Infatti l’impatto che la chimica ha con tanti aspetti della vita quotidiana è enorme: dallo sviluppo delle materie plastiche, alla messa a punto dei prodotti farmaceutici, ai fertilizzanti per incrementare la produzione del cibo, allo sfruttamento energetico del petrolio e del carbone.
E la vita stessa è “chimica in azione”… Proprio da una reazione chimica sarebbe nata la vita sulla Terra!!!
Oggi “chimica” sembra essere il nemico pubblico numero uno. Infatti le maggiori conoscenze nel campo della chimica hanno portato a danni ambientali non indifferenti.
Ma proprio perché il nostro mondo è sempre più un mondo chimico, è importante conoscere la Chimica.
Infatti con questa conoscenza potremo meglio comprendere com’è fatto il mondo che ci circonda ed interagire in modo meno passivo con la moltitudine delle sostanze che ci circondano.
Riusciremo anche a guardare con occhi nuovi la Natura, perché capiremo meglio le trasformazioni che si verificano tutti i giorni sotto i nostri occhi. Pensate alla fotosintesi, per esempio!
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