A química é a ciência que estuda a matéria, em termos de sua composição, estrutura e propriedades. Também estuda as mudanças pelas quais a matéria passa, que podem ocorrer por meio de reações químicas relacionadas à troca de energia.
A química inclui diferentes especialidades:
- Química orgânica. Estuda compostos que têm sua estrutura baseada principalmente no carbono.
- Bioquímica. Estuda os compostos químicos, bem como as reações químicas que ocorrem nos organismos vivos.
- Química inorgânica. O estudo de todos os elementos e compostos cuja estrutura não é fundamentalmente baseada em carbono.
- Físico-química. Estuda a matéria usando uma combinação de conceitos físicos e químicos.
- Química analítica. Estabelece métodos e técnicas para analisar a composição quantitativa e qualitativa de substâncias.
A divisão entre química orgânica e inorgânica surgiu em uma época em que se pensava que todos os compostos de carbono eram provenientes de seres vivos. Entretanto, atualmente existem substâncias que contêm carbono que são estudadas pela química inorgânica: grafite, diamante, carbonatos e bicarbonatos, carbetos.
Embora antes houvesse uma divisão entre a química orgânica e a inorgânica porque a última era usada principalmente na indústria, atualmente há uma ampla gama de aplicações industriais para a química orgânica, como farmacologia, petroquímica e agroquímica.
Ambas as disciplinas da química estudam as reações e interações de elementos e compostos químicos, sendo que a diferença é que a química orgânica se concentra principalmente em moléculas compostas de carbono + hidrogênio + oxigênio, apesar de poder incluir outros elementos, como nitrogênio, enxofre e fósforo, e sua interação com outras moléculas.
A química inorgânica estuda:
- Os elementos e compostos que não se baseiam no carbono como unidade fundamental.
- A química de coordenação (compostos formados por metais ligados a pares de elétrons livres de outro elemento).
- A química de compostos com ligação de metal-metal (metais).
A química orgânica estuda:
- O comportamento de moléculas cuja estrutura é baseada em ligações carbono-carbono e carbono-hidrogênio.
- Os processos químicos que ocorrem na célula.
- Os fenômenos químicos que envolvem compostos orgânicos dos quais dependem os seres vivos.
- O metabolismo de produtos químicos em diferentes organismos, inclusive nos seres humanos.
Os compostos orgânicos atualmente podem ser de origem natural ou sintética.
Embora sejam especialidades diferentes, as duas disciplinas têm pontos em comum e podem ser combinadas para atingir diferentes objetivos (indústria, alimentos, petroquímica etc.).
- Veja também: Química na vida diária
Exemplos de aplicações da química inorgânica
- A engenharia. A construção de qualquer tipo de edifício ou maquinário requer conhecimento da química dos materiais utilizados (resistência, dureza, flexibilidade etc.). O ramo da química inorgânica que lida com esta área é a ciência dos materiais.
- Os estudos de contaminação. A geoquímica (ramo da química inorgânica) estuda a composição e os processos que ocorrem nos solos e oceanos do ponto de vista químico.
- A avaliação de pedras preciosas. O valor dos minerais é determinado por sua composição química.
- O estudo dos óxidos. O aparecimento de ferrugem em metais é uma reação estudada pela química inorgânica. As tintas antiferrugem são obtidas graças à intervenção da química inorgânica em sua fabricação, embora às vezes também envolvam algum composto orgânico.
- A fabricação de sabão. O hidróxido de sódio (NaOH) é um composto químico inorgânico usado na fabricação de sabão.
- A obtenção do sal de cozinha. O sal comum (NaCl) é um composto inorgânico que usamos todos os dias. É normalmente obtido em salinas, onde a água do mar é deixada para evaporar e o sal sólido seca.
- As baterias. As baterias comerciais contêm óxido de prata(I) (Ag2O).
- As bebidas com gás. As bebidas gaseificadas são feitas com o composto químico inorgânico ácido fosfórico (H3PO4).
Exemplos de aplicações e processos de química orgânica
- Os antibióticos. Os antibióticos podem conter tanto substâncias orgânicas quanto inorgânicas. Contudo, seu design depende do conhecimento dos microrganismos que afetam o corpo.
- O álcool (etanol). O álcool é uma substância orgânica com muitos usos: desinfecção, tingimento, bebidas, cosméticos, preservação de alimentos, etc.
- A fabricação de sabão. Como vimos, os sabões são produzidos por um produto químico inorgânico. Contudo, também podem incluir produtos químicos orgânicos, como gorduras animais ou óleos vegetais e essências vegetais.
- A respiração. A respiração é um dos processos estudados na química orgânica. Por meio da respiração, o oxigênio se associa a diferentes substâncias (orgânicas e inorgânicas) para passar do ar para o sistema respiratório, para o sistema circulatório e, finalmente, para as células.
- O armazenamento de energia. Os lipídios e carboidratos são compostos orgânicos usados pelos organismos vivos para armazenar energia.
- Os conservantes. Muitos dos conservantes usados nos alimentos são substâncias inorgânicas, mas agem sobre os compostos orgânicos dos alimentos.
- As vacinas. As vacinas são doses atenuadas de organismos causadores de doenças. A presença destes microrganismos permite que o corpo desenvolva os anticorpos necessários para se tornar imune à doença.
- As tintas. As tintas podem ser fabricadas com acetaldeído (CH3CHO).
- O gás butano (C4H10). Utiliza-se em residências como combustível para cozimento, calefação ou aquecimento de água.
- O polietileno. É o plástico mais usado e é feito de etileno (C2H4), um hidrocarboneto alceno.
- O couro. O couro é um produto orgânico que atinge sua consistência final por meio de um processo chamado curtimento, que envolve o produto químico orgânico acetaldeído.
- Os pesticidas. Os pesticidas podem incluir substâncias inorgânicas, mas também orgânicas, como o clorobenzeno (C6H5Cl), um hidrocarboneto aromático usado como solvente de pesticidas.
- A borracha. A borracha pode ser natural (obtida da seiva de plantas) ou artificial, criada a partir do butadieno, um hidrocarboneto alceno.
- Os agroquímicos. Os agroquímicos usam produtos derivados da anilina (C6H5NH2), um tipo de amina.
- Os suplementos alimentares. Muitos suplementos alimentares incluem substâncias inorgânicas, como sais e minerais. No entanto, também incluem substâncias orgânicas, como aminoácidos.
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