» قسم الكيمياء » اعضاء هيئة التدريس » احمد زكي سيد سيداحمد » مقالات علمية متنوعة وروابط علمية متنوعة » الكيمياء ودورها في حياتنا

 تلعب الكيمياء دورًا هامًا في حياتنا، إذ نجدها تدخل في الصناعة والزراعة والطب، وقد مرت بمراحل عديدة إلى أن وصلت لما هي عليه الآن. كانت أول تلك المراحل مرحلة علم الصنعة والتي زعم وقتها إمكانية تحويل المعادن الرخيصة إلى معادن ثمينة، ثم كانت المرحلة الثانية وهى مرحلة الكيمياء التي اتجهت إلى الطب،  ففي هذه المرحلة تم تحضير وتصنيع بعض الأدوية الهامة التي تساعد في علاج المرضى، وكان جابر بن حيان وابن سينا وأبو بكر الرازي أشهر العلماء المسلمين اللذين تركوا بصمة في هذا المجال. وتأتى مرحلة هامة من تلك المراحل وهى مرحلة نظرية الفلوجستون والتي أقرت أن هناك عنصر يساعد المادة على الاشتعال ويتحد معها مكونا أكسيد المادة و أسموه الكالكس وقد بقيت النظرية سائدة حتى أتى العالم الفرنسي لافوازيه عام 1778م وأثبت خطأ هذه النظرية عندما سخن الزئبق وبرهن أن عملية الاحتراق عبارة عن اتحاد أكسجين الهواء بالمادة (تأكسد) وليس كما قالت نظرية فلوجستون. المرحلة الرابعة والأخيرة هي علم الكيمياء الحديثة التي بدأت في أواخر القرن الثامن عشر، والتي تشعبت لتصل إلى أكثر من فرع مثل الكيمياء التحليلية، الكيمياء الحيوية، كيمياء بيئية، الكيمياء اللاعضوية، الكيمياء الطبية، الكيمياء النووية، الكيمياء العضوية، الكيمياء الدوائية، الكيمياء الفيزيائية. 

الكيمياء والصناعة 

تدخل الكيمياء فى الكثير من عمليات التصنيع مثل صناعة البلاستيك والاسمنت وكل مواد البناء وصناعة الزجاج، و إنتاج البتروكيماويات، الدواء  البوليمرات ، الطلاءات ، الزيوت، ويتم استخدام علوم الكيمياء والتفاعلات الكيميائية لإنتاج مواد جديدة ، أو فصل المواد من بعضها باستخدام طرق كيميائية خاصة. مثال..كيفية تصنيع البلاستيك البلاستيك مواد يمكن تشكيلها بسهولة، أصلها مركبات كيميائية يتم الحصول عليها من النفط، يتركب البلاستيك من مركبات ذات سلاسل طويلة تسمى بالبلمرات(polymers) ، الترتيب المميز لتلك المركبات يمنح البلاستيك مزايا متعددة، إن البلاستيك الصلب يستبدل المعادن في كثير من الأدوات ،أما البلاستيك الطري فيدخل في صناعة الخيوط والجلود وحتى الفرو .البلاستيك من المكونات الطبيعية. في عام 1862م صنع الكيميائي ألكسندر باركز Alexander Parkes أول شكل للبلاستيك من مادة نترات السيلولوز.  شاهده الناس في معرض لندنLondon exhibition ثم طور هذا الشكل على يد الأمريكي جون وبسلي ، الذي سماها بالسليليود Celluloid فيما بعد، ومع أن السيليلود كان هشاً ويتغير لونه عند التعرض للضوء الشديد، فقد استعمل في صناعة كرات البلياردو والأسنان الصناعية والأفلام الفوتوغرافية.

 صناعة الأسمنت 

تعد من الصناعات الهامة لكونها ترتبط مباشرة بأعمال الإنشاء والتعمير. ويستخدم الأسمنت كمادة رابطة هيدروليكية من مكونات المونة أو الخرسانة.وهي مع ذلك صناعة بسيطة مقارنة بالصناعات الكبرى،وتعتمد على توفر المواد الخام اللازمة لذلك. يتكون الأسمنت من خليط  من الطفل (Clay) والحجر الجيري (Limestone)، والذي يسخن في درجة حرارة كافية لإحداث التفاعل بينهما لإنتاج سليكات الكالسيوم (Calcium Silicate).  وتختلف الملوثات الناتجة عن مصانع الأسمنت من حيث المكونات والكمية، تبعاً لاختلاف عمليات التشغيل من مصنع لآخر وإجراءات النظافة العامة المتبعة، وعوامل أخرى متنوعة.وتعتمد فكرة التصنيع على طريقتين يعرفان بعملية الترطيب والتجفيف (Wet & Dry Processes)، في العمليات الرطبة تطحن المواد الخام وتخلط بالمياه، ثم يفصل الناتج المعلق (Slurry) إلى الفرن، أما في العمليات الجافة فيتم تجفيف المواد الخام قبل أو أثناء الطحن أي قبل إدخالها إلى الفرن. وقد تدخل بعض المواد الكيميائية الأخرى في اختبارات تحليل الجودة والتحكم فيها، مثلا الزيوت تستخدم لصيانة الآلات، والغاز الطبيعي والمازوت لتوليد غازات الاحتراق المستخدمة في الأفران، وتكون الأفران مجهزة بحيث تستطيع حرق أكثر من نوع واحد من أنواع الوقود. 

صناعة الزجاج

تعد صناعة الزجاج من الصناعات السهلة،  من الصناعات القديمة التي اعتمدت علي المهارة اليدوية الفائقة حيث أبدع القدماء في تشكيل الزجاج وتكوينه ونقشه. مواد التصنيع :

 1- الرمل أو السيليكا: يشكل حمض السيليكون المادة الأساسية التي يصنع منها الزجاج العادي ونحصل عليه من الرمل ولا يستخدم رمل الكوارتز نظرا للصعوبات وارتفاع تكلفة التحضير للصناعة.ويشترط في الرمل المستخدم أن يحتوي على نسبة عالية من أكسيد السيليكون تصل إلى 80% وأن تكون نسبة الشوائب قليلة خاصة الملونة مثل مركبات الحديد .

 2- مركبات الصوديوم: حيث يعمل أكسيد الصوديوم على تقليل درجة الانصهار ويساعد في تشكيل الزجاج.

3- الكالسيوم والدولوميت: حيث يساعد أكسيد الكالسيوم على تصليب الزجاج.

4- الفلدسبار: يستخدم بشكل كبير لوجوده بشكل نقي كما انه رخيص الثمن وينصهر بسهولة.

5- البوراكس: يحتوي على أكسيدي الصوديوم والبورون حيث أن هذه المادة تنصهر بشكل جيد وتقلل من معامل تمدد الزجاج . ولذلك نجد أن الزجاج الحاوي نسبة كبيرة من أكسيد البورون لا ينكسر إذا سخن أو برد فجأة. مواد أخرى:وتضم المواد التي تضاف لتحسين نوعية الزجاج كالمواد الملونة ومسرعات الانصهار والشفافية مثل أكسيد الرصاص وأكسيد التيتانيوم وأكسيد الباريوم.

صناعة الصابون ومواد التنظيف

الصابون منتج يستخدم مع الماء وذلك لتقليل التوتر السطحي ومن ثم يقوم بطرد الأجزاء غير المرغوب فيها الموجودة على البشرة وبصفة خاصة الدهون وذلك من خلال خاصية كيمائية تعرف بالرغوة. تتطلب عملية تصنيع الصابون فهم كامل للكيمياء ،قديما كانت هذه العملية تتطلب وقت طويل لإعدادها ومراحل عديدة أثناء التنفيذ، وكمبدأ عام نستطيع أن نقوم بتصنيع الصابون إذا أدركنا أن تصنيعه يتم بناء على تفاعل كيميائي في ابسط صوره بين الحمض والقاعدة والتي تسبب ما يعرف بعملية التصبن. ويأتي الشق الحامضي في الصابون من مصادر كثيرة أهمها الدهون، وبالنسبة للشق القاعدي فهو يعتبر من المكونات التي يصعب الحصول عليها نظرًا لأنها تحتاج إلى عمليات كيمائية صعبة حتى تظهر في شكلها النهائي فهذا الشق عادة ينتج من حرق مركبات عضوية. وتعتمد فكرة التصنيع على طريقة سهلة وبسيطة وهى استخدام الزيوت والدهون وهى عبارة عن مركبات للجليسرين وحمض دهني مثل الحامض النخيلي أو الحامض الإستياري، وعندما تعالج هذه المركبات بسائل قلوي مذاب مثل هيدروكسيد الصوديوم في عملية يطلق عليها التصبن، فإنها تتحلل مكونة الجليسرين وملح صوديوم الحمض الدهني.

صناعة العطور

العطر مُستَحضر ينتج من مواد طبيعية أو مستخلصات صناعية، يتم مزجهم بأكثر من طريقة للحصول على العديد منها.تتباين أسعار العطور تبعا لاستخدامها فمثلا نجد معظم عطور الجسم غالية الثمن، أما العطور التي تُستخدم في صناعة الصابون، والروائح الصناعية، فتتكون تركيبتها من الخامات زهيدة الأسعار. وكثير من العطور ليست سوى مزيج من الزيوت النباتية، وزيوت الأزهار، مع خامات حيوانية، وبعض المواد المصنعة، بالإضافة إلى الكحول والماء. وتستخلص تلك الزيوت من النباتات بوساطة التقطير بالبخار،  وتتمثل أولى خطوات هذه العملية في إمرار البخار من خلال المادة النباتية، وفي هذه المرحلة تتحول الزيوت الأساسية إلى غاز، ثم يُدفع هذا الغاز من خلال شبكة تتكون من عدة أنابيب يبرد خلالها ليتحول إلى مادة سائلة مرة أخرى. وهناك طريقة أخرى للحصول على الزيوت الأساسية؛ تكون بغلي بتلات الأزهار في الماء بدلاً من إمرار البخار من خلالها.

الكيمياء والتحاليل الطبية

تعتبر الكيمياء التحليلية فرع من الفروع الهامة في الكيمياء خاصة مع التطور العلمي الهائل التي تشهده منذ فترة، لا غنى عنها في حياتنا، إذ يستفاد منها في دراسة المواد الحية وعمليات التمثيل الغذائي وغيرها، ولا يستطيع الأطباء تشخيص الأمراض دون الاستناد إلى نتائج التحليلات اللازمة لذلك. وتختص الكيمياء التحليلية بالحصول على المعلومات حول تركيب وبنية المادة ومعالجتها والتواصل معها، حيث يؤدي العلماء وظيفة نوعية وكمية، فهم يلجأون للإختبار والتعريف والعزل والتركيز وحفظ العينات ووضع حدود للأخطاء والتأكيد على النتائج من خلال التحديد وتوحيد المقاييس.
وتتعدد أنواع التحاليل فمنها ما يخص الدم ومنها ما يخص أعضاء الجسم والخلايا، ويعتمد تشخيص الأطباء بشكل كبير على نتائج تلك التحاليل خاصة مع وجود أعراض متشابه لأمراض مختلفة.
 ومن هذه التحاليل: تحليل السكر، وهو أنواع:تحليل سكر صائم (Fasting Blood Suger ) ويجرى هذا التحليل على مريض يكون صائما من (8 - 12 ) ساعةتحليل السكر العشوائي (Random Blood Suger ) وفائدته فقط انه يعطي فكره عن مستوى السكر في دم المريضتحليل السكر بعد الأكل بساعتين (Postprandial Blood Suger ) ويتم بعد وجبة طبيعية بعد الأكل بساعتين .. وفائدته أنه يعطينا فكره عن مستقبل حدوث مرض السكر عند هذا المريض، وهل سوف يحتاج إلى تحليل منحنى السكر أم لا.
 • الكولسترول (Cholesterol)وهناك نوعان : 

1- البروتينات الدهنية عالية الكثافة (HDL ) ونسبته تنقص مستوى الكولسترول في الدم، مما يمنع حدوث مرض تصلب الشرايين  ولهذا يسمى ( الكولسترول الجيد أو الحميد ).

2- البروتينات الدهنية منخفضة الكثافة ( LDL ) وهو المسئول عن حمل الكولسترول في الدم لذلك فان زيادته يؤدي لزيادة نسبة الإصابة بمرض تصلب الشرايين ولذلك يسمى ( الكولسترول السيئ أو الخبيث ).
 • الجليسريدات الثلاثيه (Triglyceride ) يؤدي ازدياد مستواها في الدم إلى الإصابة بتصلب الشرايين في الأشخاص الأقل من 50 سنه  مما يؤدي إلى أمراض شرايين القلب في هذا السن المبكر . 
•  وظائف الكبد (Function  Liver)وهي : البروتين الكلي (TP) , بروتين الالبيومين (الزلال) (ALB ) , بروتين الجلوبين (GLB ), بروتين الفيبرينوجين , انزيم اسبرتات أمينو ترانسفيرز ( AST,GOT ) , انزيم الانين أمينو ترانسفيرز (ALT,GPT ) , انزيم الفوسفات القلوي ( ALP ) , البلروبين (BIL ) ,انزيم جاما ج .ت
 • وظائف الكلى ( Function Renal) 
وهذه تلعب دور هام في تقسيم الوظيفه الكلويه في كثير من الامراض التي تصيب الكليه،  كما تقوم بمتابعة مرضى الكلى والتنبؤ بإنذار الحالة المرضية لهم .وهي : الكرياتينين (Creatinine) , تصفية الكرياتينين (Creatinine Clearrance ) , اليوريا (Urea ) , حمض البوليك (Uric Acid ) .

• علم الدم (Hematology)

 الكيمياء والدواء

يتطلب تحضير الأدوية دراية كافية بعمليات التصنيع والتطوير حتى يكون المنتج متوافقاً مع غرض تصنيعه، وتدخل الكيمياء بدور رائد في مرحلة التصنيع لذلك يجب الأخذ بعين الاعتبار عدة نواحي منها:

1. خواص المواد المستخدمة.

2. مبادئ تصنيع الأدوية.

3. المبادئ العامة للتصنيع الصيدلاني.

4. مبادئ ممارسة التصنيع الجيد.

5. تأكيد الجودة للمنتجات والعمليات الصيدلانية.

6. التلوث الجرثومي وطرق التحكم فيه.

7. عمليات التعقيم ونظم التصنيع العقيمة.