Mūsu dzīvē, apģērbā un apavos ir cieši ienākuši vairāki desmiti tūkstošu svarīgāko ķīmisko vielu, apgādājot mūsu organismu ar noderīgiem elementiem, nodrošinot mums optimālus apstākļus dzīvei. Eļļas, sārmi, skābes, gāzes, minerālmēsli, krāsas, plastmasa ir tikai neliela daļa no produktiem, kas radīti uz ķīmisko elementu bāzes.
Tā ir ķīmija. Nezināju?
No rīta pamostoties, nomazgājam seju un tīrām zobus. Ziepes, zobu pastas, šampūni, losjoni, krēmi ir produkti, kuru pamatā ir ķīmija. Uzvāram tēju, iemērcam citrona gabaliņu glāzē - un vērojam, kā šķidrums kļūst gaišāks. Mūsu acu priekšā notiek ķīmiska reakcija - vairāku produktu skābju-bāzes mijiedarbība. Vannas istaba un virtuve - katra savā veidā, mājas vai dzīvokļa mini laboratorija, kur kaut kas tiek uzglabāts traukā vai flakonā. Kāda viela, mēs atpazīstam to nosaukumu no etiķetes: sāls, soda, b altums utt.
Īpaši daudzi ķīmiskie procesi virtuvē notiek gatavošanas laikā. Pannas un katli veiksmīgite tiek nomainītas kolbas un retortes, un katrs uz tām nosūtītais jauns produkts veic savu atsevišķu ķīmisko reakciju, mijiedarbojoties ar tur esošo sastāvu. Tālāk cilvēks, ēdot paša gatavotos ēdienus, iedarbina pārtikas gremošanas mehānismu. Tas ir arī ķīmisks process. Un tā it visā. Visu mūsu dzīvi nosaka elementi no Mendeļejeva periodiskās tabulas.
Atvērt galdu
Sākotnēji Dmitrija Ivanoviča izveidotā tabula sastāvēja no 63 elementiem. Tieši tik daudzi no tiem līdz tam laikam bija atvērti. Zinātnieks saprata, ka viņš ir klasificējis tālu no pilnīgas to elementu sarakstu, kas pastāvēja un dažādos gados atklāja viņa priekšgājēji dabā. Un viņam izrādījās taisnība. Vairāk nekā simts gadus vēlāk viņa tabulā jau bija 103 priekšmeti, 2000. gadu sākumā - no 109, un atklājumi turpinās. Zinātnieki visā pasaulē cīnās ar jaunu elementu aprēķinu, pamatojoties uz krievu zinātnieka izveidoto tabulu.
Mendeļejeva periodiskais likums ir ķīmijas pamats. Šo vai citu elementu atomu savstarpējā mijiedarbība ir radījusi pamatvielas dabā. Tie savukārt ir iepriekš nezināmi un sarežģītāki to atvasinājumi. Visi mūsdienās pastāvošo vielu nosaukumi nāk no elementiem, kas ķīmisko reakciju procesā ir nonākuši savstarpējās attiecībās. Vielu molekulas atspoguļo šo elementu sastāvu tajās, kā arī atomu skaitu.
Katram elementam ir savs burtu simbols
Periodiskajā tabulā elementu nosaukumus uzrāda gan burtiskā, gan simboliskā izteiksmē. Mēs esam vienimēs izrunājam, mēs izmantojam citus, rakstot formulas. Pierakstiet vielu nosaukumus atsevišķi un apskatiet vairākus to simbolus. Tas parāda, no kādiem elementiem produkts sastāv, cik vienas vai otras sastāvdaļas atomus ķīmiskās reakcijas procesā varētu sintezēt katra konkrētā viela. Viss ir diezgan vienkārši un vizuāli, pateicoties simbolu klātbūtnei.
Elementu simboliskās izteiksmes pamatā bija sākuma un vairumā gadījumu viens no nākamajiem burtiem no elementa latīņu nosaukuma. Sistēmu 19. gadsimta sākumā ierosināja Berzēliuss, ķīmiķis no Zviedrijas. Viens burts šodien izsaka divu desmitu elementu nosaukumus. Pārējie ir divu burtu. Šādu nosaukumu piemēri: varš - Cu (cuprum), dzelzs - Fe (ferrum), magnijs - Mg (magnijs) un tā tālāk. Vielu nosaukumā norādīti atsevišķu elementu reakcijas produkti, bet formulās - to simboliskā virkne.
Produkts ir drošs un ne tik labs
Ķīmija mums apkārt ir daudz vairāk, nekā vidusmēra cilvēks spēj iedomāties. Profesionāli nenodarbojoties ar zinātni, mums ar to joprojām nākas saskarties ikdienā. Viss, kas ir uz mūsu galda, sastāv no ķīmiskiem elementiem. Pat cilvēka ķermenis sastāv no desmitiem ķīmisku vielu.
Dabā esošo ķīmisko vielu nosaukumus var iedalīt divās grupās: lieto ikdienā vai nē. Sarežģīti un bīstami sāļi, skābes, ēteru savienojumi ir ļoti specifiski un tiek izmantoti tikaiprofesionālajā darbībā. To lietošanai nepieciešama piesardzība un precizitāte, un dažos gadījumos īpaša atļauja. Ikdienā neaizstājamas vielas ir mazāk nekaitīgas, taču to nepareiza lietošana var radīt nopietnas sekas. No tā mēs varam secināt, ka nekaitīga ķīmija nepastāv. Analizēsim galvenās vielas, ar kurām ir saistīta cilvēka dzīvība.
Biopolimērs kā korpusa būvmateriāls
Ķermeņa galvenā pamatkomponente ir olb altumvielas – polimērs, kas sastāv no aminoskābēm un ūdens. Tas ir atbildīgs par šūnu veidošanos, hormonālo un imūnsistēmu, muskuļu masu, kauliem, saitēm, iekšējiem orgāniem. Cilvēka ķermenis sastāv no vairāk nekā viena miljarda šūnu, un katrai no tām ir nepieciešams proteīns vai, kā to sauc arī, proteīns. Pamatojoties uz iepriekš minēto, nosauciet to vielu nosaukumus, kuras ir vairāk nepieciešamas dzīvam organismam. Ķermeņa pamats ir šūna, šūnas pamats ir proteīns. Nekas cits netiek dots. Olb altumvielu trūkums, kā arī tā pārpalikums izraisa visu organisma svarīgo funkciju traucējumus.
Apmēram 20 alfa-aminoskābes ir iesaistītas olb altumvielu veidošanā, veidojot makromolekulas ar peptīdu saitēm. Tās savukārt rodas vielu COOH - karboksilgrupas un NH2 - aminogrupu mijiedarbības rezultātā. Slavenākais no proteīniem ir kolagēns. Tas pieder pie fibrilāro proteīnu klases. Pats pirmais, kura struktūra tika izveidota, ir insulīns. Pat cilvēkam, kas ir tālu no ķīmijas, šie vārdi runā daudz. Bet ne visi zina, ka šīs vielas -olb altumvielas.
Neaizstājamās aminoskābes
Proteīna šūna sastāv no aminoskābēm – to vielu nosaukums, kurām molekulu struktūrā ir sānu ķēde. Tos veido: C - ogleklis, N - slāpeklis, O - skābeklis un H - ūdeņradis. No divdesmit standarta aminoskābēm deviņas nonāk šūnās tikai ar pārtiku. Pārējos organisms sintezē dažādu savienojumu mijiedarbības procesā. Ar vecumu vai slimību klātbūtnē deviņu neaizvietojamo aminoskābju saraksts ievērojami paplašinās un tiek papildināts ar nosacīti neaizstājamajām.
Kopumā ir zināmi vairāk nekā pieci simti dažādu aminoskābju. Tos klasificē dažādos veidos, no kuriem viens tos iedala divās grupās: proteīnogēnās un neproteinogēnās. Dažām no tām ir neaizstājama loma ķermeņa darbībā, kas nav saistīta ar olb altumvielu veidošanos. Šo grupu organisko vielu nosaukumi, kas ir galvenie: glutamāts, glicīns, karnitīns. Pēdējais kalpo kā lipīdu transportētājs visā ķermenī.
Tauki: gan vienkārši, gan grūti
Visas taukiem līdzīgās vielas organismā, ko mēs mēdzām saukt par lipīdiem vai taukiem. To galvenā fizikālā īpašība ir nešķīstība ūdenī. Taču mijiedarbībā ar citām vielām, piemēram, benzolu, spirtu, hloroformu un citām, šie organiskie savienojumi sadalās diezgan viegli. Galvenā tauku ķīmiskā atšķirība ir līdzīgas īpašības, bet atšķirīga struktūra. Dzīvā organisma dzīvē šīs vielas ir atbildīgas par tā enerģiju. Tātad viens grams lipīdu spēj izdalīt apmēram četrdesmit kJ.
Liels skaits ienākošotaukskābju vielu molekulas neļauj tās ērti un pieejamās klasificēt. Galvenais, kas viņus vieno, ir attieksme pret hidrolīzes procesu. Šajā ziņā tauki ir pārziepjojami un nepārziepjojami. Vielu nosaukumi, kas veido pirmo grupu, ir sadalīti vienkāršos un sarežģītos lipīdos. Vienkāršs ietver dažus vaska veidus, horesterīna esterus. Otrais - sfingolipīdi, fosfolipīdi un vairākas citas vielas.
Ogļhidrāti kā trešais uzturvielu veids
Trešais dzīvu šūnu pamata uzturvielu veids kopā ar olb altumvielām un taukiem ir ogļhidrāti. Tie ir organiskie savienojumi, kas sastāv no H (ūdeņraža), O (skābekļa) un C (oglekļa). Ogļhidrātu struktūra un to funkcijas ir līdzīgas taukiem. Tie ir arī ķermeņa enerģijas avoti, taču atšķirībā no lipīdiem tie galvenokārt nokļūst ar augu izcelsmes pārtiku. Izņēmums ir piens.
Ogļhidrātus iedala polisaharīdos, monosaharīdos un oligosaharīdos. Daži nešķīst ūdenī, citi rīkojas pretēji. Tālāk ir norādīti nešķīstošo vielu nosaukumi. Tajos ietilpst tādi kompleksie ogļhidrāti no polisaharīdu grupas kā ciete un celuloze. To sadalīšanās vienkāršākās vielās notiek gremošanas sistēmas izdalīto sulu ietekmē.
Abu pārējo grupu derīgās vielas ir atrodamas ogās un augļos ūdenī šķīstošo cukuru veidā, kas lieliski uzsūcas organismā. Oligosaharīdi - laktoze un saharoze, monosaharīdi - fruktoze un glikoze.
Glikoze un šķiedra
Tādi vielu nosaukumi kā glikoze un šķiedrvielas bieži sastopami cilvēka ikdienā. Abi ir ogļhidrāti. Viens no monosaharīdiem, kas atrodas jebkura dzīva organisma asinīs un augu sulā. Otrais ir no polisaharīdiem, kas atbild par gremošanas procesu, citās funkcijās šķiedrvielas tiek izmantotas reti, taču tās ir arī neaizstājama viela. To struktūra un sintēze ir diezgan sarežģīta. Bet cilvēkam pietiek zināt ķermeņa dzīvē uzņemtās pamatfunkcijas, lai nepamestu to izmantošanu novārtā.
Glikoze nodrošina šūnas ar tādu vielu kā vīnogu cukurs, kas dod enerģiju to ritmiskai vienmērīgai darbībai. Apmēram 70 procenti glikozes nonāk šūnās ar pārtiku, atlikušie trīsdesmit – organisms ražo pats. Cilvēka smadzenēm ir ļoti nepieciešama pārtikas izcelsmes glikoze, jo šis orgāns pats nespēj sintezēt glikozi. Medū tas ir vislielākajā daudzumā.
Askorbīnskābe nav tik vienkārša
Ikvienam pazīstams kopš bērnības, C vitamīna avots ir sarežģīta ķīmiska viela, kas sastāv no ūdeņraža un skābekļa atomiem. To mijiedarbība ar citiem elementiem var pat izraisīt sāļu veidošanos - pietiek ar to, ka savienojumā nomaina tikai vienu atomu. Šajā gadījumā mainīsies vielas nosaukums un klase. Eksperimenti, kas veikti ar askorbīnskābi, atklāja tās neaizvietojamās īpašības cilvēka ādas atjaunošanā.
Turklāt tas stiprina ādas imūnsistēmu, palīdz pretoties atmosfēras negatīvajai ietekmei. Tai piemīt pretnovecošanās, balinošas īpašības, novērš novecošanos, neitralizē brīvos radikāļus. Iekļautscitrusaugļi, paprika, ārstniecības augi, zemenes. Apmēram simts miligramus askorbīnskābes – optimālo dienas devu – var iegūt ar mežrozīšu gurniem, smiltsērkšķiem un kivi.
Sīkumi mums apkārt
Esam pārliecināti, ka visa mūsu dzīve ir ķīmija, jo cilvēks pats pilnībā sastāv no tās elementiem. Pārtika, apavi un apģērbs, higiēnas preces ir tikai neliela daļa no tā, kur mēs ikdienā sastopam zinātnes augļus. Mēs zinām daudzu elementu mērķi un izmantojam tos savā labā. Retā mājā jūs neatradīsiet borskābi vai dzēstos kaļķus, kā mēs to saucam, vai kalcija hidroksīdu, kā tas ir zināms zinātnei. Vara sulfātu plaši izmanto cilvēki. Vielas nosaukums cēlies no tās galvenās sastāvdaļas nosaukuma.
Nātrija bikarbonāts ir plaši izplatīta mājsaimniecības soda. Šī jaunā skābe ir etiķskābe. Un tā ar jebkuru dabiskas vai dzīvnieku izcelsmes elementu. Visi no tiem sastāv no ķīmisko elementu savienojumiem. Ne katrs var izskaidrot savu molekulāro uzbūvi, pietiek zināt vielas nosaukumu, mērķi un pareizi lietot.
