Mitukümmend tuhat kõige olulisemat kemikaali on tihed alt sisenenud meie ellu, riietesse ja jalatsitesse, varustades meie keha kasulike elementidega, pakkudes meile eluks optimaalseid tingimusi. Õlid, leelised, happed, gaasid, mineraalväetised, värvid, plastid on vaid väike osa keemiliste elementide baasil loodud toodetest.
See on keemia. Ei teadnud?
Hommikul ärgates peseme nägu ja peseme hambaid. Seep, hambapasta, šampoon, vedelikud, kreemid on keemiapõhised tooted. Keedame teed, kastame sidrunitüki klaasi - ja jälgime, kuidas vedelik muutub heledamaks. Meie silme all toimub keemiline reaktsioon – mitme toote happe-aluse koostoime. Vannituba ja köök - igaüks omal moel maja või korteri minilabor, kus midagi hoitakse konteineris või viaalis. Mis aine, selle nime tunneme ära etiketilt: sool, sooda, valgetus jne.
Eriti palju keemilisi protsesse toimub köögis toiduvalmistamise ajal. Pannid ja potid eduk altSiin asendatakse kolvid ja retordid ning iga neile saadetud uus toode viib läbi omaette keemilise reaktsiooni, interakteerudes seal asuva koostisega. Lisaks käivitab inimene enda valmistatud roogasid süües toidu seedimise mehhanismi. See on ka keemiline protsess. Ja nii kõiges. Kogu meie elu on ette määratud Mendelejevi perioodilisuse tabeli elementidega.
Ava laud
Alguses koosnes Dmitri Ivanovitši loodud tabel 63 elemendist. Nii paljud neist olidki selleks ajaks avatud. Teadlane mõistis, et ta oli liigitanud kaugeltki täieliku loendi elementidest, mis eksisteerisid ja avastasid erinevatel aastatel tema eelkäijad looduses. Ja tal osutus õigus. Rohkem kui sada aastat hiljem koosnes tema tabel juba 103 esemest, 2000. aastate alguseks - 109-st ja avastusi jätkub. Teadlased üle maailma näevad vaeva uute elementide arvutamisega, tuginedes vene teadlase loodud tabelile.
Mendelejevi perioodiline seadus on keemia aluseks. Nende või nende elementide aatomite omavaheline interaktsioon on tekitanud põhiained looduses. Need on omakorda varem tundmatud ja nende keerukamad tuletised. Kõik tänapäeval eksisteerivad ainete nimetused pärinevad elementidest, mis on keemiliste reaktsioonide käigus omavahel suhtesse astunud. Ainete molekulid peegeldavad nende elementide koostist neis ja ka aatomite arvu.
Igal elemendil on oma tähesümbol
Perioodilises tabelis on elementide nimetused antud nii sõnasõnaliselt kui ka sümboolselt. Oleme üksime hääldame, kasutame valemeid kirjutades teisi. Kirjutage ainete nimetused eraldi üles ja vaadake mitmeid nende sümboleid. See näitab, millistest elementidest toode koosneb, kui palju ühe või teise koostisosa aatomeid võiks iga konkreetne aine keemilise reaktsiooni käigus sünteesida. Tänu sümbolite olemasolule on kõik üsna lihtne ja visuaalne.
Elementide sümboolse väljenduse aluseks oli elemendi ladinakeelse nime algustäht ja enamikul juhtudel üks järgmistest tähtedest. Süsteemi pakkus välja 19. sajandi alguses Rootsi keemik Berzelius. Üks täht täna väljendab kahe tosina elemendi nimesid. Ülejäänud on kahetähelised. Näited sellistest nimedest: vask - Cu (cuprum), raud - Fe (ferrum), magneesium - Mg (magnium) ja nii edasi. Ainete nimetuses on toodud teatud elementide reaktsiooniproduktid ja valemites - nende sümboolne jada.
Toode ohutu ja mitte nii hea
Meid ümbritsev keemia on palju enamat, kui keskmine inimene oskab ette kujutada. Mitte professionaalselt teadust tegema, peame sellega oma igapäevaelus ikkagi tegelema. Kõik, mis meie toidulaual on, koosneb keemilistest elementidest. Isegi inimkeha koosneb kümnetest kemikaalidest.
Looduses eksisteerivate kemikaalide nimetused võib jagada kahte rühma: kas kasutatakse igapäevaelus või mitte. Komplekssed ja ohtlikud soolad, happed, eetriühendid on väga spetsiifilised ja neid kasutatakse eranditultkutsetegevuses. Nende kasutamine nõuab hoolt ja täpsust ning mõnel juhul eriluba. Igapäevaelus asendamatud ained on vähem kahjutud, kuid nende ebaõige kasutamine võib põhjustada tõsiseid tagajärgi. Sellest võime järeldada, et kahjutut keemiat pole olemas. Analüüsime peamisi aineid, millega inimelu on seotud.
Biopolümeer kui keha ehitusmaterjal
Keha peamine põhikomponent on valk – polümeer, mis koosneb aminohapetest ja veest. Ta vastutab rakkude, hormonaal- ja immuunsüsteemi, lihasmassi, luude, sidemete, siseorganite moodustumise eest. Inimkeha koosneb enam kui ühest miljardist rakust ja igaüks vajab valku või, nagu seda nimetatakse ka, valku. Eelnevast lähtuv alt nimeta elusorganismile hädavajalikumad ained. Keha aluseks on rakk, raku aluseks on valk. Muud ei anta. Valgu puudumine ja ka selle liig põhjustab keha kõigi elutähtsate funktsioonide häireid.
Umbes 20 alfa-aminohapet osaleb valkude ehituses, luues peptiidsidemete abil makromolekule. Need tekivad omakorda ainete COOH - karboksüül ja NH2 - aminorühmade vastasmõju tulemusena. Kõige kuulsam valk on kollageen. See kuulub fibrillaarsete valkude klassi. Esimene, mille struktuur loodi, on insuliin. Isegi keemiakauge inimese jaoks räägivad need nimed palju. Kuid mitte kõik ei tea, et need ained -valgud.
Asendamatud aminohapped
Valgurakk koosneb aminohapetest – ainete nimetus, millel on molekulide struktuuris kõrvalahel. Neid moodustavad: C - süsinik, N - lämmastik, O - hapnik ja H - vesinik. Kahekümnest standardsest aminohappest siseneb rakkudesse üheksa ainult toiduga. Ülejäänud sünteesib keha erinevate ühendite koostoime käigus. Vanuse kasvades või haiguste esinemise korral laieneb üheksa asendamatu aminohappe nimekiri oluliselt ja täieneb tinglikult asendamatutega.
Kokku on teada rohkem kui viissada erinevat aminohapet. Neid klassifitseeritakse mitmel viisil, millest üks jagab need kahte rühma: proteinogeensed ja mitteproteinogeensed. Mõned neist mängivad keha toimimises asendamatut rolli, mis ei ole seotud valgu moodustumisega. Nende rühmade orgaaniliste ainete nimetused, mis on võtmetähtsusega: glutamaat, glütsiin, karnitiin. Viimane toimib lipiidide transportijana kogu kehas.
Rasvad: nii lihtsad kui ka keerulised
Kõik kehas leiduvad rasvataolised ained, mida me varem nimetasime lipiidideks või rasvadeks. Nende peamine füüsikaline omadus on vees lahustumatus. Kuid koostoimes teiste ainetega, nagu benseen, alkohol, kloroform ja teised, lagunevad need orgaanilised ühendid üsna kergesti. Peamine keemiline erinevus rasvade vahel on sarnased omadused, kuid erinev struktuur. Elusorganismi elus vastutavad need ained selle energia eest. Seega on üks gramm lipiide võimeline vabastama umbes nelikümmend kJ.
Suur hulk sissetulevaidrasvainete molekulid ei võimalda nende mugavat ja ligipääsetavat klassifitseerimist. Peamine asi, mis neid ühendab, on nende suhtumine hüdrolüüsiprotsessi. Selles suhtes on rasvad seebistuvad ja mitteseebistuvad. Esimest rühma loovate ainete nimetused jagunevad lihtsateks ja keerukateks lipiidideks. Lihtne hõlmab teatud tüüpi vaha, koresterooli estreid. Teine – sfingolipiidid, fosfolipiidid ja hulk muid aineid.
Süsivesikud kui kolmas toitainetüüp
Kolmas elusrakkude põhitoitainete tüüp koos valkude ja rasvadega on süsivesikud. Need on orgaanilised ühendid, mis koosnevad H (vesinik), O (hapnik) ja C (süsinik). Süsivesikute struktuur ja nende funktsioonid on sarnased rasvade omaga. Need on ka organismi energiaallikad, kuid erinev alt lipiididest satuvad sinna peamiselt taimset päritolu toiduga. Erandiks on piim.
Süsivesikud jagunevad polüsahhariidideks, monosahhariidideks ja oligosahhariidideks. Mõned ei lahustu vees, teised teevad vastupidist. Allpool on toodud lahustumatute ainete nimetused. Nende hulka kuuluvad sellised komplekssed süsivesikud polüsahhariidide rühmast nagu tärklis ja tselluloos. Nende lagunemine lihtsamateks aineteks toimub seedesüsteemi poolt eritatavate mahlade mõjul.
Kahe ülejäänud rühma kasulikud ained sisalduvad marjades ja puuviljades vees lahustuvate suhkrute kujul, mis imenduvad organismis suurepäraselt. Oligosahhariidid – laktoos ja sahharoos, monosahhariidid – fruktoos ja glükoos.
Glükoos ja kiudained
Inimeste igapäevaelus leidub sageli selliseid ainete nimetusi nagu glükoos ja kiudained. Mõlemad on süsivesikud. Üks monosahhariididest, mis sisalduvad iga elusorganismi veres ja taimemahlas. Teine on polüsahhariididest, mis vastutab seedimisprotsessi eest, muudes funktsioonides kasutatakse kiudaineid harva, kuid see on ka asendamatu aine. Nende struktuur ja süntees on üsna keerukad. Kuid piisab, kui inimene teab keha elus võetud põhifunktsioone, et mitte jätta nende kasutamist tähelepanuta.
Glükoos varustab rakke ainega nagu viinamarjasuhkur, mis annab energiat nende rütmiliseks sujuvaks toimimiseks. Umbes 70 protsenti glükoosist satub rakkudesse toiduga, ülejäänud kolmkümmend – organism toodab ise. Inimese aju vajab hädasti toidust saadavat glükoosi, kuna see organ ei ole võimeline iseseisv alt glükoosi sünteesima. Mees sisaldub seda suurimas koguses.
Askorbiinhape pole nii lihtne
Kõigile lapsepõlvest tuttav C-vitamiini allikas on kompleksne keemiline aine, mis koosneb vesiniku- ja hapnikuaatomitest. Nende koostoime teiste elementidega võib viia isegi soolade tekkeni – piisab vaid ühe aatomi muutmisest ühendis. Sel juhul muutub aine nimetus ja klass. Askorbiinhappega tehtud katsed on avastanud selle asendamatud omadused inimese naha regenereerimisel.
Lisaks tugevdab see naha immuunsüsteemi, aitab vastu seista atmosfääri negatiivsetele mõjudele. Sellel on vananemisvastased, valgendavad omadused, ennetab vananemist, neutraliseerib vabu radikaale. Sisaldubtsitruselised, paprika, ravimtaimed, maasikad. Umbes sada milligrammi askorbiinhapet – optimaalne päevane annus – võib saada kibuvitsamarjade, astelpaju ja kiiviga.
Asjad meie ümber
Oleme veendunud, et kogu meie elu on keemia, kuna inimene ise koosneb täielikult selle elementidest. Toit, jalatsid ja riided, hügieenitooted on vaid väike osa sellest, kus kohtame igapäevaelus teaduse vilju. Teame paljude elementide eesmärki ja kasutame neid enda huvides. Haruldasest majast ei leia boorhapet ehk kustutatud lupja, nagu me seda nimetame, ega k altsiumhüdroksiidi, nagu see teadusele teada on. Vasksulfaati kasutavad inimesed laialdaselt. Aine nimi tuleneb selle põhikomponendi nimest.
Naatriumvesinikkarbonaat on tavaline kodumajapidamises kasutatav sooda. See uus hape on äädikhape. Ja nii iga loodusliku või loomse päritoluga elemendiga. Kõik need koosnevad keemiliste elementide ühenditest. Kaugeltki mitte igaüks ei oska oma molekulaarstruktuuri selgitada, piisab aine nimetuse, otstarbe teadmisest ja õigest kasutamisest.
