Fot. 1. Kuchnia to domowe laboratorium← 1. Chemia jako nauka o substancjach i przemianach
3. Substancja, ciało fizyczne i materiał →
Na poprzedniej lekcji dowiedziałeś się, że chemia to nauka o substancjach i ich przemianach. Teraz sprawdzimy, gdzie tych substancji i przemian jest najwięcej: wokół ciebie, w tobie i w innych naukach przyrodniczych.
Cele lekcji
Zanim zaczniesz. Przypomnij sobie swój dzisiejszy poranek, od wstania z łóżka do wyjścia z domu. Wypisz wszystko, co według ciebie miało związek z chemią. Po lekcji sprawdź, ile rzeczy z tej listy rzeczywiście miało z nią związek i ile z nich pominąłeś.
Fot. 1. Kuchnia to domowe laboratoriumChemia nie jest nauką zamkniętą w laboratorium. Substancje i ich przemiany spotykasz przez cały dzień: gdy myjesz zęby, jesz śniadanie, oddychasz, a nawet gdy po prostu patrzysz na rdzewiejący rower. Najłatwiej zauważysz je tam, gdzie coś się z czymś łączy, ogrzewa lub zmienia na twoich oczach.
Kuchnia jest chyba najlepszym przykładem tego, że chemia dotyczy każdego. Gotując, piekąc i przechowując jedzenie, przeprowadzasz przemiany, których jeszcze nie umiesz opisać, ale doskonale znasz ich skutki.
| Co robimy? | Jakie substancje biorą udział? | Co się zmienia? |
|---|---|---|
| Smażymy jajko | białko jajka, tłuszcz z patelni | Przezroczyste, płynne białko staje się białe i stałe. |
| Pieczemy ciasto | mąka, cukier, woda, proszek do pieczenia | Ciasto rośnie, brązowieje i zmienia smak. |
| Kisimy ogórki | woda, sól, składniki warzywa | Warzywo zmienia smak i pozostaje dłużej jadalne. |
| Zostawiamy mleko na ciepło | mleko | Mleko kwaśnieje i zmienia konsystencję. |
Zapamiętaj. Gotowanie, pieczenie i psucie się żywności to przykłady przemian zachodzących w kuchni. Chemia pomaga zrozumieć, dlaczego tak się dzieje i jak tym kierować.
Fot. 2. Środki czystości i higienyMydło, szampon, pasta do zębów, proszek do prania i płyn do naczyń to substancje i mieszaniny starannie opracowane przez chemików. Każdy z tych produktów ma jakieś zadanie: usunąć brud, odświeżyć, oczyścić, odtłuścić. Chemicy zastanawiali się, co usuwa brud najskuteczniej i najłagodniej, a potem dobierali składniki, aby wszystko to działało razem.
Ten sam dom skrywa też inne substancje: sól i soda w kuchni, ocet, kreda w szkole, wodę z kranu, gaz w kuchence, a także metale w sztućcach, garnkach i przewodach elektrycznych.
Ważne. Środków czystości nie wolno mieszać ze sobą, nawet jeśli wydaje ci się to nieszkodliwe. Niektóre mieszaniny wytwarzają szkodliwe gazy. Korzystaj z nich tylko zgodnie z instrukcją na opakowaniu i trzymaj je z dala od jedzenia.
Twój organizm nieustannie zmienia jedne substancje w inne. Wdychasz powietrze, w którym jest tlen, a wydychasz powietrze z większą ilością dwutlenku węgla. Jedzenie jest trawione i rozkładane na prostsze substancje, które organizm wykorzystuje do budowy swoich tkanek oraz do pozyskiwania energii. Lekarstwa, które przyjmujesz w chorobie, to substancje, które w odpowiedni sposób wpływają na przemiany w twoim ciele.
Dziedzina nauki, która bada takie przemiany w organizmach, nazywa się biochemią. Łączy ona chemię z biologią i jest jednym z przykładów tego, jak nauki przyrodnicze przenikają się nawzajem.
Fot. 3. Liście to maleńkie fabryki substancjiNajbardziej znanym przykładem przemiany w przyrodzie jest fotosynteza. Rośliny pobierają wodę i dwutlenek węgla, a w ich zielonych częściach, pod wpływem światła, powstają cukry i tlen. Dzięki temu rośliny same odżywiają się, a my mamy czym oddychać. Szczegółowo opiszemy to znacznie później.
Inne przykłady to rdzewienie żelaza, kruszenie się skał pod wpływem wody i powietrza, a także powstawanie jaskiń w skałach wapiennych, w których przez tysiące lat woda rozpuszcza skałę. Za każdym z tych zjawisk kryją się substancje, które reagują ze sobą.
Dowiedz się więcej. Powietrze, którym oddychasz, w około jednej piątej składa się z tlenu. To właśnie rośliny i inne organizmy fotosyntetyzujące przez miliony lat doprowadziły do tego, że tlenu w atmosferze Ziemi jest tak dużo.
Wiele rzeczy, z których korzystasz codziennie, powstaje dzięki wiedzy o substancjach i ich przemianach. Przypomnij sobie Ignacego Łukasiewicza z poprzedniej lekcji: jego lampa naftowa to jeden z pierwszych przykładów, gdy chemia wyraźnie zmieniła życie ludzi.
| Dziedzina | Co daje nam chemia? | Przykłady |
|---|---|---|
| Materiały | nowe, trwałe i lekkie tworzywa | szkło, stal, beton, tworzywa sztuczne, tkaniny |
| Energia | paliwa i sposoby magazynowania energii | benzyna, gaz, węgiel, akumulatory |
| Rolnictwo | nawozy i środki ochrony roślin | nawozy mineralne, środki na szkodniki |
| Zdrowie | leki, szczepionki i środki dezynfekujące | tabletki, syropy, maści, płyny do dezynfekcji |
| Żywność | sposoby przechowywania i przetwarzania | konserwowanie, pasteryzacja, wypiek |
Fot. 4. Chemia pomaga oczyszczać wodęPrzemysł i codzienne życie mogą szkodzić przyrodzie. Spaliny i dym zanieczyszczają powietrze, ścieki zatruwają wodę, a wyrzucone odpady zalegają w lasach i morzach. Te problemy mają swoje źródło w substancjach, które trafiają tam, gdzie nie powinny.
Ale chemia jest też częścią rozwiązania. Dzięki niej działają oczyszczalnie ścieków i filtry w kominach, a także recykling, czyli odzyskiwanie surowców ze zużytych rzeczy. Chemicy szukają też sposobów na wytwarzanie materiałów, które rozkładają się bez szkody dla przyrody. Gdy rozumiemy, jakie substancje są szkodliwe i dlaczego, łatwiej ich unikać.
W przyrodzie wszystko dzieje się naraz i nie dzieli się na przedmioty szkolne. Dlatego nauki przyrodnicze: chemia, fizyka, biologia, geografia i medycyna stale ze sobą współpracują. Każda z nich zadaje inne pytania o ten sam świat, ale w każdej pojawiają się substancje i ich przemiany.
| Nauka | Czym się zajmuje? | Czego potrzebuje od chemii? |
|---|---|---|
| Biologia | organizmami żywymi | wiedzy o substancjach budujących organizmy i przemianach w nich zachodzących |
| Fizyka | ruchem, energią, światłem, elektrycznością | wiedzy o substancjach, z których zbudowane są przyrządy i badane ciała |
| Geografia i geologia | Ziemią, jej skałami, wodami i atmosferą | wiedzy o tym, z czego składają się skały, woda i powietrze oraz jak zmieniają się z czasem |
| Medycyna i farmacja | zdrowiem i leczeniem | wiedzy o substancjach leczniczych i o tym, jak działają w organizmie |
| Astronomia | gwiazdami, planetami i Wszechświatem | wiedzy o substancjach występujących na innych ciałach niebieskich |
Chemię nazywa się czasem nauką centralną, bo wiele pytań z innych nauk przyrodniczych prowadzi do pytań o substancje i ich przemiany. Nie znaczy to, że jest ważniejsza od innych, tylko że często pomaga zrozumieć, co dzieje się „pod spodem”.
Fot. 5. Praca w laboratorium to jeden z wielu zawodów związanych z chemiąWiedza o substancjach i przemianach potrzebna jest w wielu zawodach. Pracują z nią nie tylko chemicy w laboratoriach, ale także farmaceuci, technolodzy żywności, kryminalistycy, lekarze, inżynierowie materiałowi, konserwatorzy zabytków czy specjaliści ochrony środowiska. Nawet kucharz, który wie, dlaczego ciasto nie wyrosło, korzysta z podstaw chemii.
Czasem słyszysz hasło „produkt bez chemii”. Takie hasło nie ma sensu, ponieważ każda substancja jest przedmiotem zainteresowania chemii: woda, powietrze, cukier i soda również. Nie ma więc żywności ani kosmetyków „bez chemii”.
Prawdziwe pytania brzmią inaczej: jakie to substancje, w jakiej ilości i do czego służą? Wiele substancji naturalnych jest niebezpiecznych, a wiele sztucznych jest bardzo bezpiecznych i pożytecznych. O tym, czy coś jest szkodliwe, nie decyduje pochodzenie, lecz właściwości danej substancji i sposób jej używania.
Zapamiętaj. Chemia nie jest dobra ani zła. Jest nauką, która pomaga zrozumieć substancje i przemiany. To od nas zależy, jak wykorzystamy tę wiedzę.
To najważniejsze