میتوان به طور کلی مواد شیمیایی را موادی نامیدی که ترکیب شیمیایی و ویژگیهای مشخصی دارند و از طرفی اجزا تشکیل دهنده آن را صرفا با استفاده از روش‌های جداسازی فیزیکی نمیتوان تغییر یا تشخیص داد. ماده شیمیایی را میتوان تحت تغییرات فشار و دما به یکی از حالت‌های جامد، مایع و یا گاز در طبیعت مشاهده کرد. مواد شیمیایی، به تعاریف متفاوت در دسته‌‌های مختلفی مانند طبیعی و مصنوعی و یا خالص و ترکیب و غیره تقسیم بندی کرد.
نکته قابل توجه آن است که مواد شیمیایی به ندرت به صورت خالص در طبیعت یافت میشوند و در این میان، به برخی از مواد شیمیایی خالص موجود در طبیعت مانند الماس، طلا و سدیم کلرید میتوان اشاره کرد. انواع مواد شیمیایی بر اساس کاربرد در زندگی امروزه بشر به دو دسته صنعتی و آزمایشگاهی تقسیم میشوند. در صورتی که قصد خرید مواد شیمیایی را دارید، میتوانید از کاربرد‌‌های هر یک به طور مجزا مطلع شوید.
تاریخچه مواد شیمیایی چیست؟
در قرن 18 میلادی ژوزف لوئی پروست، شیمیدان فرانسوی با استفاده از تجربه‌های دقیق و آزمایش‌های مختلفی که به عمل رسانده بود، قانون نسبت‌های مشخص (قانون پروست) را برای مواد شیمیایی ارائه داد. به بیان این قانون، در یک ترکیب شیمیایی، عنصر‌های ترکیب‌شده دارای نسبت‌های وزنی ثابتی هستند. این قانون ژوزف پورست را میتوان جزو اولین تعاریف مواد شیمیایی قلمداد کرد.
ماده چیست و چه خواصی دارد؟
همانطور که گفته شد مواد شیمیایی را ماده‌هایی میگویند که ترکیب شیمیایی و ویژگیهای ثابت و معینی داشته باشند. در نتیجه لازم است ابتدا تعریف ماده و خواص آن را بدانیم.
ماده چیست؟
هر چیزی که دارای جرم و حجم (فضای قابل اشغال) باشد را ماده می‌گوییم. به بیان دیگر، ماده شامل هر شی فیزیکی است که از اتم و مولکول ساخته شده است. هر ماده دارای دو دسته خواص فیزیکی و شیمیایی است که به کمک این خواص تعریف میشود.
خواص فیزیکی و شیمیایی
خواص فیزیکی مواد، ویژگیهای قابل اندازه گیری آن هستند که میتوانیم با مقادیر عددی آن را توصیف کنیم و برای مشاهده و اندازه گیری آن نیازی به تغییر در ترکیب ماده نباشد. خواص شیمیایی ماده خواصی هستند که در طی انجام یک واکنش شیمیایی آشکار میشوند؛ به بیان دیگر صفت‌هایی از ماده که فقط با تغییر در هویت شیمیایی ماده، مشاهده یا اندازه گیری شود. در نتیجه برای بررسی خواص شیمیایی لازم است ساختار داخلی آن تحت تاثیر قرار گیرد. تغییرات شیمیایی در بعضی موارد با آزاد شدن انرژی به صورت گرما، نور یا صوت همراه است و همچنین باعث تولید گاز، تشکیل رسوب یا تغییر رنگ میشود.
واکنش‌های فیزیکی و شیمیایی
واکنش فیزیکی فرآیندی است که باعث تغییر در خواص فیزیکی ماده یا واکنش دهنده میشود، اما خواص شیمیایی ثابت میمانند. واکنش‌های فیزیکی برگشت‌پذیر هستند. از جمله واکنش‌های فیزیکی میتوان به تبخیر، میعان، ذوب، یونش و … اشاره کرد.
واکنش شیمیایی فرآیندی است که باعث تغییر در خواص شیمیایی و خواص فیزیکی میشود. در اثر یک واکنش شیمیایی ماده یا واکنش‌دهنده باعث تشکیل ماده یا محصول جدید میشود. واکنش‌های شیمیایی در حالت تعادل بین واکنش‌های رفت و برگشت هستند. از واکنش‌های شیمیایی میتوان به سوختن (احتراق)، ترکیب، تجزیه و جاینشینی اشاره کرد.
ماده شیمیایی را به چه صورت‌هایی تعریف میکنند؟
مواد شیمیایی میتوانند به صورت‌های ترکیبات شیمیایی، عناصر شیمیایی، یون‌‌ها، آلیاژ‌ها و ایزوتوپ‌‌ها دیده شوند.
عناصر شیمیایی
عناصر شیمیایی شامل ماده شیمیایی میشود که اتم‌های سازنده آن دارای عدد اتمی برابر باشد یعنی به عبارت دیگر تعداد پروتون‌های داخل هر اتمی این ماده با یکدیگر برابر باشند. عناصر شیمیایی را میتوان جزو مواد شیمیایی خالص در نظر گرفت.
ترکیبات شیمیایی
ترکیب شیمیایی را ماده شیمیایی میگویند که از دو یا چند عنصر متفاوت با نسبت مشخص تشکیل شده باشد. این عناصر به وسیله پیوند‌‌های شیمیایی نظیر (پیوند یونی، پیوند کوالانسی و …) به یکدیگر متصل میشوند.
یون‌‌ها
اتم‌‌ها و مولکول‌ها عمدتا به صورتی خنثی حضور دارند، یعنی بار خالص آنها برابر صفر است. اگر اتم و یا مولکولی به دلیل نابرابری تعداد کل الکترون‌‌ها با پروتون‌‌ها بار خالص مثبت و یا منفی داشته باشد، به آن یون گفته میشود.
آلیاژ‌ها
آلیاژ یک ماده فلزی یا غیرفلزی است که مخلوط یا محلول شامل یک عنصر فلزی پایه به همراه یک یا چند عنصر دیگر (فلز یا غیرفلز) است. این ماده خواصی متفاوت از عناصر تشکیل‌دهنده خود دارد.
ایزوتوپ‌‌ها
ایزوتوپ شامل اتم‌های یک عنصر مشخص است که دارای عدد اتمی یکسان ولی عدد جرمی متفاوت هستند. به بیان دیگر این عناصر تعداد پروتون یکسانی دارند ولی در تعداد نوترون‌‌ها متفاوت‌اند. برخی ایزوتوپ‌‌ها میتوانند پرتوزا یا رادیواکتیو باشند که به آنان ایزوتوپ‌های ناپایدار میگویند.
مواد شیمیایی به چه دسته‌هایی تقسیم میشوند؟
مواد شیمیایی را به طور کلی به دو دسته بزرگ ترکیبات معدنی و ترکیبات آلی تقسیم میشوند.
مواد آلی
مواد آلی ترکیباتی شیمیایی بر پایه‌ی کربن هستند؛ از این سو به آنها ترکیبات کربن نیز میگویند. در گذشته تصور میشد که تن‌ها در بدن موجودات زنده مواد آلی ساخته میشوند ولی در سال 1828 وهلر (Wohler)، دانشمند آلمانی، برای اولین بار در آزمایشگاه ترکیب آلی اوره (CO(NH2)2) را از یک ترکیب معدنی به نام ایزوسیانات تهیه کرد و از آن پس متوجه شدند مواد آلی نیز در آزمایشگاه تهیه میشود.
مواد معدنی
حال که شیمی آلی به عنوان مطالعه ترکیبات حاوی کربن تعریف شد، شیمی معدنی را میتوان مطالعه زیرمجموعه باقی‌مانده (یعنی بدون کربن) از ترکیبات دانست. اما باید توجه کرد که ممکن است بین این دو زمینه یعنی مواد آلی و مواد معدنی هم‌پوشانی وجود داشته باشد. برای نمونه میتوان به ترکیبات آلی فلزی که معمولاً حاوی فلز یا فلزی هستند که مستقیماً به کربن متصل شده‌اند اشاره کرد. مواد معدنی نسبت به مواد آلی مقاوت بیشتری در مقابل حرارت دارند.
خطرات ناشی از مواد شیمیایی چیسیت؟
مواد شیمیایی در عین کاربرد‌‌های گسترده و مفیدی که به همراه دارند، میتوانند باعث ایجاد خطرات و آسیب‌های جدی شوند. از جمله این مواد خطرآفرین و آسیب‌زا میتوان به مواد قابل اشتعال، مواد خورنده، مواد اکسیدکننده، مواد واکنش‌پذیر با آب، مواد آتش‌زا، مواد منفجره و غیره اشاره کرد. جهت شناختن این مواد و چگونگی کنترل و مقابله با آنها برای هر ماده شیمیایی یک دفترچه راهنمای ایمنی اختصاص داده شده است. این دفترچه راهنما را برگه اطلاعات ایمنی مواد (Material Safety Data Sheet) و یا به اختصار MSDS می‌نامند.