Книга: Чудеса на выбор, или химические опыты для новичков

Перечень химических наук с примерами

Перечень химических наук с примерами

Агрохимия (агрономическая химия) — наука о химических процессах, которые идут в растениях и в почве. Агрохимия изучает питание растений, состав почв, рекомендует те или иные удобрения и химические вещества, которые защищают растения от болезней и вредителей.

Аналитическая химия — наука о способах, которые позволяют узнать состав вещества. Услугами аналитической химии пользуются химики всех специальностей. Примеры химических анализов из этой книги: помутнение известковой воды (анализ на углекислый газ), покраснение раствора под действием фенолфталеина (анализ на основания), цветные кольца в студнях (анализ на углеводы). Все это — так называемые качественные анализы, они дают ответ на вопросы: с каким веществом мы имеем дело, из чего оно состоит. Есть еще более сложный количественный анализ. Он позволяет сказать точно: сколько вещества, в каком соотношении входят в него химические элементы.

Биохимия (биологическая химия) — наука о химическом составе живых тканей и клеток и о тех процессах, которые протекают в организмах. Биохимия — наглядный пример слияния двух наук: химии и биологии. Она изучает не только свойства веществ, входящих в состав растений, животных и микробов, но также их превращения в организме (или, говоря иначе, обмен веществ). Примеры биохимических опытов: расщепление крахмала слюной, изучение хлорофилла, испытание пищевых продуктов на присутствие сахаров и кислот.

Геохимия — наука о химическом составе Земли, ее поверхностных и глубинных слоев. Геохимия изучает историю нашей планеты и ее нынешнее состояние, позволяет предсказать, где находятся месторождения полезных ископаемых.

Гидрохимия — наука о химическом составе природных вод, ветвь геохимии. Опыты с морской водой, с солями жесткости, с очисткой загрязненной воды — вот типичные примеры гидрохимических опытов.

Коллоидная химия — наука о неоднородных системах и их поведении. К числу таких систем относятся, в частности, мыльная пена, клеточный сок растений, студни, которые содержат мельчайшие частички твердого вещества, равномерно распределенного в жидкости. Примеры опытов: замедление реакций в желатиновом студне, опыты с моющими веществами — синтетическими и природными, опыты с полупроницаемыми перегородками.

Космохимия (космическая химия, астрохимия) — наука о химическом составе космических тел, межпланетного и межзвездного пространства. По вполне понятным причинам космохимических опытов в этой книге, к сожалению, нет.

Кристаллохимия — наука о химических связях в кристаллах, об их химическом устройстве. Она изучает, как образуются кристаллы и как изменяется их форма в зависимости от условий, в которых они возникают и растут. Выращивание простых и сложных кристаллов, описанное в этой книге, дает представление о предмете кристаллохимии.

Лесохимия — наука о составе древесины и о тех производствах, для которых древесина служит сырьем (изготовление бумаги, глюкозы, канифоли и т. д.).

Механохимия — наука о химических превращениях под действием механических сил. Пример такого превращения: свечение сахара в темноте под действием сил трения.

Неорганическая химия — наука о химических элементах и их соединениях, за исключением соединений углерода, изучаемых другой наукой — органической химией. Неорганическую химию раньше называли еще минеральной, потому что она изучает вещества, составляющие мир неживой природы, в том числе минералы. В этой кциге неорганической химии посвящено очень много опытов. Например: опыты с медным купоросом, с поваренной солью, с травлением железа и меди, с марганцовкой.

Нефтехимия — наука о веществах, получаемых из нефти, и об их производстве. Свыше четверти всей мировой химической продукции приходится сейчас на долю нефтехимии. Так как опыты по нефтехимии сложны и огнеопасны, их в этой книге нет.

Органическая химия — в противоположность неорганической химии, наука только о соединениях углерода с другими элементами. Углерод имеет удивительную способность образовывать всевозможные цепи и кольца и присоединять другие химические элементы. Такие соединения составляют основу всего растительного и животного мира, они исчисляются миллионами (неорганические соединения — сотнями тысяч). Значительная часть опытов в этой книге — из области органической химии. Несколько примеров: реакции глюкозы и глицерина; приготовление искусственного меда из сахара; приготовление свечи из мыла и мыла из стеариновой свечи; опыты с красителями; извлечение индикаторов из растений. Все упомянутые вещества — органические, то есть они содержат углерод.

Термохимия — наука, которая изучает тепловые явления при химических реакциях. В некоторых реакциях тепло поглощается (то есть реакционная смесь охлаждается), но чаще реакции идут с выделением тепла. Пища, которую мы съедаем, после сложных химических превращений в организме обеспечивает нас теплом и энергией. Пример термохимического опыта: химическая грелка.

Фармацевтическая химия — наука о химических свойствах лекарств и их воздействии на организм. Как получать, очищать, хранить и анализировать лекарства — вот чем занимается фармацевтическая химия. Реакции, в которых участвуют аптечные препараты (глюкоза, нашатырный спирт, марганцовка и проч.), встречаются в этой книге то и дело.

Физическая химия — наука, которая объясняет химические явления и устанавливает их закономерности на основе физических и математических правил. Это — теоретическая основа и для органической, и для неорганической, и для аналитической химии.

Фотохимия — наука, которая изучает химические реакции, вызванные светом и протекающие под действием света. Самая важная фотохимическая реакция в природе — образование кислорода зелеными растениями на свету. Практически вся современная фотография основана на фотохимической реакции разложения солей серебра. Оба эти явления проиллюстрированы в книге простыми опытами.

Химическая кинетика — наука о скорости химических реакций, важный раздел физической химии. Химические реакции можно ускорять с помощью катализаторов и замедлять с помощью ингибиторов. Без точного знания химической кинетики невозможно современное химическое производство. Опыты по кинетике встречались тебе неоднократно. Например: химические часы; опыты с содой и уксусом; опыты с природными и искусственными ингибиторами; расщепление крахмала в присутствии кислоты.

Химическая технология — наука о химическом производстве, о том, как, изменяя состав материала, превратить его в нужное нам вещество. Получение металла из руды, бензина из нефти, азотных удобрений из воздуха и природного газа — все это варианты химической технологии. Среди опытов, напечатанных в книге, есть немало таких, которые иллюстрируют распространенные химико-технологические процессы. Вот примеры: экстракция веществ растворителями; адсорбция веществ углем и другими пористыми материалами; меднение стали; окраска ткани; гальванопластика.

Химия полимеров (химия высокомолекулярных соединений) — наука о получении, свойствах и превращениях полимеров, то есть таких веществ, молекула которых составлена из множества одинаковых, более мелких молекул. Такое строение придает полимерам (высокомолекулярным соединениям) особые свойства, широко используемые и в промышленности, и в повседневной жизни. К числу полимеров относятся каучуки, пластмассы, волокна, клеи, а также природные вещества, в частности крахмал и желатина. Примеры из книги: опыты с крахмалом; извлечение каучука из молочайных растений; приготовление медноаммиачного волокна.

Химия природных соединений — наука о веществах, которые образуются в живых организмах (растениях, животных, бактериях), об их превращениях и искусственном получении. К природным соединениям относятся, например, углеводы, хлорофилл, камедь, природные индикаторы.

Электрохимия — наука, которая изучает связь между электрическими и химическими процессами. Знание электрохимии позволяет сделать химические источники тока — батарейки и аккумуляторы, наносить защитные покрытия, получать с помощью тока алюминий, соду, хлор, десятки других соединений. Некоторые из этих процессов ты воспроизводил в простых опытах. Например: электрохимическое растворение металла, изготовление самодельных батареек, электролиз воды и поваренной соли.