در دنیای شیمی، اصطلاحات شیمیایی و مفاهیم مختلفی وجود دارند؛ که برای درک دقیق و صحیح فرآیندهای شیمیایی و مواد مورد استفاده در آن‌ها ضروری هستند. این اصطلاحات شیمی نه تنها به محققان و دانشمندان کمک می‌کنند؛ تا تحقیقات خود را با دقت بیشتری انجام دهند، بلکه در کاربردهای صنعتی نیز نقشی حیاتی دارند. از مولکول‌ها و ترکیبات شیمیایی گرفته تا مواد شیمیایی آلی و معدنی، هر یک از این مفاهیم می‌توانند تأثیرات مهمی در بهبود تولیدات، فرآیندهای شیمیایی و حتی ایمنی داشته باشند.
آشنایی با این اصطلاحات به ویژه در صنایع تولیدی و تحقیقاتی، زمینه‌ساز پیشرفت‌های علمی و عملی در بسیاری از حوزه‌ها از جمله داروسازی، پتروشیمی، محیط زیست و بسیاری دیگر می‌شود.
اصطلاحات رایج مواد شیمیایی
مولکول‌ها و ترکیبات شیمیایی
- مولکول: مولکول‌ها واحدهای بنیادی مواد هستند؛ که از دو یا بیشتر اتم تشکیل شده‌اند. مولکول‌ها می‌توانند ساده یا پیچیده باشند. به عنوان مثال، مولکول آب (H₂O) از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده است.
- ترکیب شیمیایی: ترکیب شیمیایی، از دو یا چند عنصر شیمیایی تشکیل شده است؛ که به صورت شیمیایی به هم متصل شده‌اند. این ترکیب‌ها ممکن است مولکول‌های پیچیده‌تری تشکیل دهند؛ که ویژگی‌های جدید و متفاوتی نسبت به عناصر سازنده خود دارند. به عنوان مثال، آلومینیوم سولفات (Al₂(SO₄)₃) ترکیبی است؛ که از آلومینیوم و گوگرد تشکیل شده و در صنایع مختلف به کار می‌رود.
واحدهای اندازه‌گیری
| واحد | تعریف | علامت اختصاری |
|---|---|---|
| مول (Mole) | واحد استاندارد اندازه‌گیری برای تعداد ذرات (اتم‌ها، مولکول‌ها، یا یون‌ها) است. یک مول برابر با 6.02×1023 ذره است (عدد آووگادرو). | mol |
| میلی‌مول (Millimole) | یک میلی‌مول برابر با یک هزارم مول است. این واحد معمولاً برای اندازه‌گیری مقادیر کوچک مواد شیمیایی به کار می‌رود. | mmol |
| گرم (Gram) | واحد اندازه‌گیری جرم است که برای مقادیر کم از مواد شیمیایی استفاده می‌شود. | g |
| کیلوگرم (Kilogram) | واحد اندازه‌گیری جرم در مقیاس بزرگتر است. یک کیلوگرم برابر با ۱۰۰۰ گرم است. | kg |
| دسی‌متر مکعب (Cubic Decimeter) | واحد اندازه‌گیری حجم است. ۱ دسی‌متر مکعب برابر با یک لیتر بوده و معمولاً برای اندازه‌گیری حجم مایعات استفاده می‌شود. | dm³ / L |
ماده شیمیایی خالص و ترکیب
- ماده شیمیایی خالص: ماده‌ای است؛ که تنها از یک نوع ذره شیمیایی تشکیل شده است. برای مثال، آب مقطر یک ماده شیمیایی خالص است که فقط از مولکول‌های H₂O تشکیل شده است.
- ترکیب شیمیایی: ترکیبی از دو یا چند ماده شیمیایی است؛ که به صورت شیمیایی به هم پیوند خورده‌اند. آلومینیوم سولفات (Al₂(SO₄)₃) مثالی از یک ترکیب شیمیایی است؛ که از ترکیب عناصر آلومینیوم، گوگرد و اکسیژن به دست می‌آید.
حلال‌ها و حل‌شونده‌ها
- حلال: ماده‌ای است؛ که توانایی حل کردن ماده دیگر را دارد. حلال‌ها معمولاً مایعات هستند؛ ولی در بعضی مواقع می‌توانند گاز یا جامد باشند. به عنوان مثال، آب یک حلال عمومی است؛ که می‌تواند بسیاری از مواد شیمیایی مانند: نمک‌ها و شکر را در خود حل کند.
- حل‌شونده: ماده‌ای است؛ که در حلال حل می‌شود. مثلاً در محلول آب و نمک، نمک حل‌شونده است و آب حلال است.
واحدهای استاندارد در علم شیمی
- مولار(Molar): واحدی است؛ که برای بیان غلظت محلول‌ها به کار می‌رود. یک مولار (۱ M) به معنای یک مول ماده حل‌شونده در یک لیتر محلول است.
- pH: مقیاسی برای اندازه‌گیری اسیدیته یا باز بودن یک محلول است. مقیاس pH از ۰ تا ۱۴ متغیر است؛ که pH برابر ۷ به معنای محلول خنثی است. مقادیر کمتر از ۷ نشان‌دهنده اسیدی بودن و مقادیر بیشتر از ۷ نشان‌دهنده‌ی باز بودن محلول است.
- دمای شیمیایی(Temperature): دما در علم شیمی برای تعیین شرایط واکنش‌های شیمیایی بسیار مهم است. دما معمولاً با واحدهای سانتی‌گراد (°C) یا کلوین (K) اندازه‌گیری می‌شود.
- فشار(Pressure): فشار در علم شیمی به نیروی وارد بر واحد سطح اشاره داشته و معمولاً با واحد پاسکال (Pa) یا اتمسفر (atm) اندازه‌گیری می‌شود.
انواع مواد شیمیایی
مواد شیمیایی آلی و معدنی
- مواد شیمیایی آلی: این مواد بر پایه کربن ساخته شده و اغلب در ترکیب با هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن و سایر عناصر یافت می‌شوند. مواد آلی معمولاً در ترکیب با هیدروکربن‌ها تشکیل شده و در ترکیبات پیچیده‌ای چون پروتئین‌ها، کربوهیدرات‌ها و چربی‌ها دیده می‌شوند. مثال‌ها: متان (CH₄)، اتانول (C₂H₅OH)، بنزن (C₆H₆).
- مواد شیمیایی معدنی: این مواد معمولاً فاقد کربن بوده و از عناصر معدنی مانند: فلزات، سنگ‌ها و نمک‌ها تشکیل می‌شوند. این مواد در بسیاری از فرآیندهای شیمیایی و صنعتی استفاده می‌شوند. مثال‌ها: سدیم کلرید (NaCl)، سولفات مس (CuSO₄)، اکسید آهن (Fe₂O₃).
مواد شیمیایی صنعتی و آزمایشگاهی
- مواد شیمیایی صنعتی: این مواد در مقیاس وسیع برای تولید محصولات مختلف در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار می‌گیرند. مواد شیمیایی صنعتی شامل مواد اولیه برای تولید محصولات پتروشیمی، دارویی، پلاستیک‌ها، رنگ‌ها، مواد غذایی و سایر تولیدات است. مثال‌ها: آمونیاک (NH₃) برای تولید کود شیمیایی، اسید سولفوریک (H₂SO₄) برای تولید مواد شیمیایی مختلف.
- مواد شیمیایی آزمایشگاهی: این مواد در مقادیر کم در آزمایشگاه‌ها برای انجام آزمایش‌ها و تحقیق‌های علمی استفاده می‌شوند. این مواد معمولاً خالص و با دقت بالا هستند؛ تا نتایج دقیقی از آزمایش‌ها به دست آید. مثال‌ها: اسید هیدروکلریک (HCl)، سدیم هیدروکسید (NaOH)، سولفات باریم (BaSO₄).
مواد شیمیایی سمی و غیر سمی
- مواد شیمیایی سمی: این مواد می‌توانند برای سلامتی انسان، حیوانات یا محیط زیست خطرناک باشند. آن‌ها ممکن است؛ باعث آسیب‌های جدی به اندام‌ها یا سیستم‌های مختلف بدن شده و حتی در مقادیر کم نیز مضر باشند. مثال‌ها: جیوه (Hg)، سیانید (CN⁻)، آزبست.
- مواد شیمیایی غیر سمی: این مواد معمولاً بی‌خطر بوده و هیچ اثر منفی برای سلامت انسان یا محیط زیست ندارند. البته این مواد ممکن است، به شرایط خاصی واکنش نشان دهند؛ که در آن صورت ممکن است خطر ایجاد کنند. مثال‌ها: آب (H₂O)، نمک طعام (NaCl).
مواد شیمیایی واکنش‌دهنده
- اسیدها: اسیدها مواد شیمیایی هستند؛ که وقتی در آب حل می‌شوند، یون هیدروژن (H⁺) آزاد می‌کنند. این مواد می‌توانند در بسیاری از واکنش‌های شیمیایی شرکت کرده و در کاربردهای مختلف از جمله تولید مواد شیمیایی و دارویی کاربرد دارند. مثال‌ها: اسید سولفوریک (H₂SO₄)، اسید کلریدریک (HCl).
- بازها (قلیاها): بازها مواد شیمیایی هستند؛ که وقتی در آب حل می‌شوند، یون هیدروکسید (OH⁻) آزاد می‌کنند. بازها به طور کلی در صنایع تمیزکننده، تولید مواد شیمیایی و حتی در درمان‌های پزشکی کاربرد دارند. مثال‌ها: سدیم هیدروکسید (NaOH)، آمونیاک (NH₃).
- ترکیبات فعال: این مواد به سرعت با دیگر مواد واکنش داده و معمولاً برای انجام واکنش‌های شیمیایی در تولید مواد مختلف استفاده می‌شوند. این ترکیبات می‌توانند شامل مواد شیمیایی مانند: اکسیدکننده‌ها و احیاکننده‌ها باشند. مثال‌ها: پراکسید هیدروژن (H₂O₂)، کلر (Cl₂).
مواد شیمیایی پایدار و ناپایدار
- مواد شیمیایی پایدار: این مواد در شرایط محیطی معمول (دما، فشار) به راحتی تجزیه نمی‌شوند و در طول زمان تغییرات زیادی نمی‌کنند. این مواد در بسیاری از صنایع استفاده شده و معمولاً به راحتی ذخیره می‌شوند. مثال‌ها: آب (H₂O)، نمک طعام (NaCl)، اکسیدها.
- مواد شیمیایی ناپایدار: این مواد تحت شرایط خاص (مانند دما و فشار بالا یا در حضور مواد شیمیایی خاص) به راحتی تجزیه می‌شوند؛ یا واکنش‌های شدید می‌دهند. این مواد باید در شرایط خاص نگهداری شوند؛ تا از خطرات ناشی از تجزیه یا واکنش‌ها جلوگیری شود. مثال‌ها: نیترات‌های فلزی، هیدروژن پراکسید (H₂O₂) در غلظت‌های بالا.
