O que é química e por que você deve estudá-lo - Mega Curiosidades

O que é química? e por que você deve estudá-lo

A química é a ciência da matéria. Isso pode parecer simples, mas a química é um tópico complexo e abrangente que aborda uma grande variedade de campos.

A química é o estudo da matéria, suas propriedades, como e por que as substâncias se combinam ou se separam para formar outras substâncias e como as substâncias interagem com a energia. Muitas pessoas pensam que os químicos são cientistas revestidos de branco que misturam líquidos estranhos em um laboratório, mas a verdade é que somos todos os químicos. Compreender os conceitos de química básica é importante para quase todas as profissões. A química é parte de tudo em nossas vidas.

Todo material existente é composto de matéria, até nossos próprios corpos. A química está envolvida em tudo o que fazemos, de crescer e cozinhar alimentos para limpar nossas casas e corpos para lançar um ônibus espacial. A química é uma das ciências físicas que nos ajudam a descrever e explicar o nosso mundo.

Cinco ramos

Existem cinco ramos principais de química, cada um dos quais tem muitas áreas de estudo.

A química analítica utiliza observação qualitativa e quantitativa para identificar e medir as propriedades físicas e químicas das substâncias. Em certo sentido, toda química é analítica.

A química física combina química com física. Os químicos físicos estudam como a matéria e a energia interagem. A termodinâmica e a mecânica quântica são dois dos ramos importantes da química física.

A química orgânica estuda especificamente compostos que contêm o elemento carbono. O carbono tem muitas propriedades únicas que lhe permitem formar ligações químicas complexas e moléculas muito grandes. A química orgânica é conhecida como a “Química da Vida” porque todas as moléculas que compõem o tecido vivo possuem carbono como parte de sua maquiagem.

A química inorgânica estuda materiais como metais e gases que não possuem carbono como parte de sua maquiagem.

A bioquímica é o estudo de processos químicos que ocorrem nos organismos vivos.

Campos de estudo

Dentro dessas categorias amplas estão inúmeros campos de estudo, muitos dos quais têm efeitos importantes em nossa vida diária. Os químicos melhoram muitos produtos, dos alimentos que comemos e das roupas que usamos nos materiais com os quais construímos casas. A química ajuda a proteger nosso meio ambiente e busca novas fontes de energia.

O que é Química?

Química alimentar

A ciência dos alimentos trata dos três componentes biológicos dos alimentos, carboidratos, lipídios e proteínas. Os carboidratos são açúcares e amidos, os combustíveis químicos necessários para que nossas células funcionem. Os lípidos são gorduras e óleos e são partes essenciais das membranas celulares e para lubrificar e amortecer órgãos dentro do corpo.

Como as gorduras têm 2,25 vezes a energia por grama do que carboidratos ou proteínas, muitas pessoas tentam limitar a ingestão para evitar o excesso de peso. As proteínas são moléculas complexas compostas de 100 a 500 ou mais aminoácidos que são encadeados e dobrados em formas tridimensionais necessárias para a estrutura e função de cada célula.

Nossos corpos podem sintetizar alguns dos aminoácidos; no entanto, oito deles, os aminoácidos essenciais, devem ser tomados como parte de nossos alimentos. Os cientistas da alimentação também estão preocupados com os componentes inorgânicos dos alimentos, como seu teor de água, minerais, vitaminas e enzimas.

Os químicos da comida melhoram a qualidade, segurança, armazenamento e sabor da nossa comida. Químicos alimentares podem trabalhar para a indústria privada para desenvolver novos produtos ou melhorar o processamento. Eles também podem trabalhar para agências governamentais para inspecionar produtos alimentares e manipuladores para nos proteger de contaminação ou práticas prejudiciais.

Os químicos de alimentos testam produtos para fornecer informações usadas para os rótulos nutricionais ou para determinar como a embalagem e o armazenamento afetam a segurança e a qualidade dos alimentos. Os flavoristas trabalham com produtos químicos para mudar o sabor dos alimentos. Os químicos também podem trabalhar em outras formas de melhorar o apelo sensorial, como melhorar a cor, odor ou textura.

Química ambiental

Químicos ambientais estudam como os produtos químicos interagem com o ambiente natural. Química ambiental é um estudo interdisciplinar que envolve a química analítica e a compreensão da ciência ambiental. Os químicos ambientais devem primeiro entender os produtos químicos e as reações químicas presentes nos processos naturais na água do solo e no ar. A amostragem e a análise podem então determinar se as atividades humanas contaminaram o meio ambiente ou causaram reações prejudiciais para afetá-lo.

A qualidade da água é uma área importante da química ambiental. A água “pura” não existe na natureza; sempre tem alguns minerais ou outras substâncias dissolvidas nela. Químicos de qualidade da água testam rios, lagos e água do oceano para características como oxigênio dissolvido, salinidade, turbidez, sedimentos em suspensão e pH. A água destinada ao consumo humano deve estar livre de contaminantes nocivos e pode ser tratada com aditivos como flúor e cloro, tudo isso para aumentar sua segurança.

Química Agrícola

A química agrícola está preocupada com as substâncias e reações químicas envolvidas com a produção, proteção e uso de culturas e gado. É um campo altamente interdisciplinar que se baseia em vínculos com muitas outras ciências. Os químicos agrícolas podem trabalhar com o Departamento de Agricultura, a Agência de Proteção Ambiental, a Administração de Alimentos e Medicamentos ou para a indústria privada.

Os químicos agrícolas desenvolvem fertilizantes, inseticidas e herbicidas necessários para a produção de grandes culturas. Eles também devem monitorar como esses produtos são usados ​​e seus impactos no meio ambiente. Os suplementos nutricionais são desenvolvidos para aumentar a produtividade dos rebanhos de carne e leite.

A biotecnologia agrícola é um foco de rápido crescimento para muitos químicos agrícolas. Manipular geneticamente as culturas para serem resistentes aos herbicidas utilizados para controlar as ervas daninhas nos campos requer uma compreensão detalhada das plantas e dos produtos químicos a nível molecular. Os bioquímicos devem entender as necessidades de genética, química e negócios para desenvolver culturas que sejam mais fáceis de transportar ou que tenham uma vida útil mais longa.

Engenheiro químico

Os engenheiros químicos pesquisam e desenvolvem novos materiais ou processos que envolvem reações químicas. A engenharia química combina um plano de fundo em química com conceitos de engenharia e economia para resolver problemas tecnológicos. Os trabalhos de engenharia química se dividem em dois grupos principais: aplicações industriais e desenvolvimento de novos produtos.

As indústrias exigem que os engenheiros químicos criem novas maneiras de tornar a fabricação de seus produtos mais fáceis e mais rentáveis. Os engenheiros químicos estão envolvidos na concepção e operação de instalações de processamento, desenvolvem procedimentos de segurança para o manuseio de materiais perigosos e supervisionam o fabrico de quase todos os produtos que utilizamos.

Os engenheiros químicos trabalham para desenvolver novos produtos e processos em todos os campos, desde produtos farmacêuticos até combustíveis e componentes informáticos.

Geoquímica

Os profissionais da Geoquímica combinam química e geologia para estudar a maquiagem e a interação entre substâncias encontradas na Terra. Os geoquímicos podem gastar mais tempo em estudos de campo do que outros tipos de químicos. Muitos trabalham para grandes agencias para determinar como as operações de mineração e os resíduos podem afetar a qualidade da água e o meio ambiente.

Eles podem viajar para minas abandonadas remotas para coletar amostras e realizar avaliações de campo difíceis e, em seguida, seguir um fluxo através de sua bacia hidrográfica para avaliar como os contaminantes estão se movendo através do sistema.

Os geoquímicos de petróleo são empregados por empresas de petróleo e gás para ajudar a encontrar novas reservas de energia. Eles também podem trabalhar em tubulações e plataformas de petróleo para evitar reações químicas que possam causar explosões ou derrames.

Química forense

Os químicos forenses capturam e analisam as evidências físicas deixadas para trás em uma cena do crime para ajudar a determinar a identidade das pessoas envolvidas, bem como responder a outras questões vitais sobre como e por que o crime foi realizado. Os químicos forenses utilizam uma grande variedade de métodos de análise, como cromatografia, espectrometria e espectroscopia.

Em novas pesquisas que aparecem no Jornal da Sociedade Americana de Espectrometria de Massa, cientistas do departamento de química da Louisiana State University (LSU) se propuseram a aplicar tecnologia laser para o campo da ciência forense.

Cenas do crime

Eles desenvolveram um sistema que ultrapassa a identificação de uma impressão digital. A técnica pode capturar moléculas contidas num dedo, incluindo lipídios, proteínas, material genético, ou até traços de explosivos, que podem ser analisados ​​posteriormente. A nova ferramenta essencialmente leva o mistério a identificar a composição química das marcas de dedo nas cenas do crime.

A ferramenta foca um laser, usando espelhos e fibras ópticas, em uma superfície que contém uma marca de dedo. O laser, em seguida, aquece qualquer água ou umidade na superfície, provocando ligações químicas na água para esticar e vibrar, de acordo com o blog da faculdade de ciências. Toda essa energia focada faz com que a água “exploda”, transformando-a em um gás e separando biomoléculas, como o DNA. Este processo é chamado de ablação a laser.

Em seguida, um pequeno sistema de bomba de vácuo puxa a água e as moléculas para um pequeno filtro que captura tudo deixado atrás pelo dedo de uma pessoa. Os cientistas forenses podem então colocam o conteúdo em um dispositivo de análise, como um espectrômetro de massa ou um espectrômetro de massa cromatográfica em massa.

Importante, esta técnica de ablação a laser pode capturar facilmente marcas digitais em superfícies porosas, como o papelão (em que os métodos forenses tradicionais não tiveram muito sucesso).

Para testar sua nova técnica, os pesquisadores colocaram marcas de dedo em diferentes tipos de superfície, incluindo vidro, plástico, alumínio e papelão. Essas marcas de dedo foram atadas com substâncias tão diversas quanto a cafeína, creme anti-séptico, lubrificantes para preservativos e TNT, de acordo com o LSU blog da faculdade de ciências. Após cada captura de marca de dedo, os químicos conseguiram identificar essas substâncias usando espectrometria de massa.

Relatório adicional de Traci Pedersen, colaborador da Live Science.

American Chemical Society

estudar Química

Por que estudar Química?

Porque envolve matemática e equações, muitas pessoas se afastam da química ou temem que seja muito difícil de aprender. No entanto, a compreensão dos princípios químicos básicos é importante, mesmo que você não precise fazer uma aula de química para um grau. A química é o centro da compreensão dos materiais e processos do dia-a-dia.

Aqui estão alguns exemplos de química no cotidiano:

Cozinhar comida é química aplicada, pois as receitas são basicamente reações químicas. Cozinhar um bolo e ferver um ovo são exemplos de química em ação. Depois de cozinhar a comida, você a come. Digestão é outro conjunto de reações químicas, destinadas a quebrar moléculas complexas em uma forma que o corpo pode absorver e usar.

Como o corpo usa alimentos e como as células e órgãos funcionam é mais química. Os processos bioquímicos do metabolismo (catabolismo e anabolismo) e homeostasia governam a saúde e a doença. Mesmo que você não entenda os detalhes dos processos, é importante entender por que, por exemplo, você precisa respirar oxigênio ou a finalidade servida por moléculas, como insulina e estrogênio.

Melhores escolhas

Drogas e suplementos são uma questão de química. Saber como os produtos químicos são designados pode ajudá-lo a decifrar os rótulos, não apenas em uma garrafa de pílulas, mas também uma caixa de café da manhã. Você pode aprender quais tipos de moléculas estão relacionadas para fazer as melhores escolhas para você e sua família.

Tudo é feito de moléculas! Alguns tipos de moléculas se combinam de formas que podem apresentar riscos para a saúde. Se você conhece os princípios básicos da química, você pode evitar a mistura de produtos domésticos que inadvertidamente formam venenos.

Compreender a química ou qualquer ciência significa aprender o método científico. Este é um processo de fazer perguntas sobre o mundo e encontrar respostas que se estendem além da ciência. Pode ser usado para chegar a conclusões lógicas, com base em evidências.