O que é química?

Você pode pensar em química apenas no contexto de testes de laboratório, aditivos alimentares ou substâncias perigosas, mas o campo da química envolve tudo ao nosso redor. 

"Tudo o que você ouve, vê, cheira, prova e toca envolve química e produtos químicos (matéria)", de acordo com a American Chemical Society (ACS), uma organização científica sem fins lucrativos para o avanço da química, licenciada pelo Congresso dos EUA. "E ouvir, ver, saborear e tocar tudo envolve uma série intrincada de reações químicas e interações em seu corpo."

Então, mesmo que você não trabalhe como químico, você está fazendo química, ou algo que envolve química, com praticamente tudo o que você faz. No dia a dia, você faz química quando cozinha, quando usa detergentes de limpeza para limpar o balcão, quando toma remédios ou quando dilui suco concentrado para que o sabor não seja tão intenso.

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Segundo o ACS, a química é o estudo da matéria, definida como tudo o que tem massa e ocupa espaço, e as mudanças que a matéria pode sofrer quando está sujeita a diferentes ambientes e condições. A Química busca entender não apenas as propriedades da matéria, como a massa ou composição de um elemento químico, mas também como e por que a matéria sofre certas mudanças - se algo transformado porque se combinou com outra substância, congelou porque foi deixado por duas semanas em um freezer, ou mudou de cor porque foi exposto a muita luz solar.

Noções básicas de química

A razão pela qual a química afeta tudo o que fazemos é porque quase tudo que existe pode ser dividido em blocos de construção químicos.

Os principais blocos de construção da química são os elementos químicos, que são substâncias feitas de um único átomo. Cada substância química é única, composta por um determinado número de prótons, nêutrons e elétrons, e é identificada por um nome e um símbolo químico, como "C" para carbono. Os elementos que os cientistas descobriram até agora estão listados na tabela periódica de elementos e incluem tanto os elementos encontrados na natureza, como carbono, hidrogênio e oxigênio, quanto aqueles que são feitos pelo homem, como o Lawrencium.

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Os elementos químicos podem se unir para formar compostos químicos, que são substâncias feitas de vários elementos, como o dióxido de carbono (que é feito de um átomo de carbono conectado a dois átomos de oxigênio), ou vários átomos de um único elemento, como o gás oxigênio (que é feito de dois átomos de oxigênio conectados entre si). Esses compostos químicos podem se ligar a outros compostos ou elementos para formar inúmeras outras substâncias e materiais. 

Química é uma ciência física

A química é normalmente considerada uma ciência física, conforme definido pela Enciclopédia Britânica, porque o estudo da química não envolve coisas vivas. A maior parte da química envolvida em pesquisa e desenvolvimento, como a fabricação de novos produtos e materiais para os clientes, está dentro deste escopo.

Mas a distinção como ciência física fica um pouco embaçada no caso da bioquímica, que explora a química das coisas vivas, de acordo com a Biochemical Society. Os produtos químicos e os processos químicos estudados por bioquímicos não são tecnicamente considerados "vivos", mas entendê-los é importante para entender como a vida funciona.

Os cinco principais ramos da química

Tradicionalmente, a química é dividida em cinco ramos principais, de acordo com o livro online de química publicado pela LibreText. Existem também campos mais especializados, como química de alimentos, química ambiental e química nuclear, mas esta seção concentra-se nas cinco principais disciplinas da química.

Química Analítica envolve a análise de produtos químicos e inclui métodos qualitativos, como observar as mudanças de cor, bem como métodos quantitativos, como examinar o (s) comprimento (s) de onda exato (s) que um produto químico absorveu para resultar nessa mudança de cor. 

Esses métodos permitem que os cientistas caracterizem muitas propriedades diferentes dos produtos químicos e podem beneficiar a sociedade de várias maneiras. Por exemplo, a química analítica ajuda as empresas de alimentos a fazer jantares congelados mais saborosos, detectando como os produtos químicos nos alimentos mudam quando são congelados com o tempo. A química analítica também é usada para monitorar a saúde do meio ambiente medindo produtos químicos na água ou no solo, por exemplo.

Bioquímica, como mencionado acima, usa técnicas de química para entender como os sistemas biológicos funcionam em um nível químico. Graças à bioquímica, os pesquisadores foram capazes de mapear o genoma humano, entender o que diferentes proteínas fazem no corpo e desenvolver curas para muitas doenças.

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Química Inorgânica estuda os compostos químicos em coisas inorgânicas ou não vivas, como minerais e metais. Tradicionalmente, a química inorgânica considera compostos que fazem não contêm carbono (que são cobertos pela química orgânica), mas esta definição não é totalmente precisa, de acordo com o ACS. 

Alguns compostos estudados em química inorgânica, como "compostos organometálicos", contêm metais, que são metais ligados ao carbono - o principal elemento estudado em química orgânica. Como tal, compostos como estes são considerados parte de ambos os campos. 

A química inorgânica é usada para criar uma variedade de produtos, incluindo tintas, fertilizantes e protetores solares. 

Química orgânica trata de compostos químicos que contêm carbono, elemento considerado essencial à vida. Químicos orgânicos estudam a composição, estrutura, propriedades e reações de tais compostos, que junto com o carbono, contêm outros elementos não-carbono, como hidrogênio, enxofre e silício. A química orgânica é utilizada em muitas aplicações, conforme descrito pela ACS, como biotecnologia, indústria de petróleo, farmacêutica e plásticos.

Química Física usa conceitos da física para entender como a química funciona. Por exemplo, descobrir como os átomos se movem e interagem uns com os outros ou por que alguns líquidos, incluindo a água, se transformam em vapor em altas temperaturas. Químicos físicos tentam entender esses fenômenos em uma escala muito pequena - no nível de átomos e moléculas - para tirar conclusões sobre como as reações químicas funcionam e o que dá a materiais específicos suas próprias propriedades únicas.

Esse tipo de pesquisa ajuda a informar outros ramos da química e é importante para o desenvolvimento de produtos, segundo a ACS. Por exemplo, os físicos-químicos podem estudar como certos materiais, como o plástico, podem reagir com produtos químicos com os quais o material foi projetado para entrar em contato. 

O que os químicos fazem?

Os químicos trabalham em uma variedade de campos, incluindo pesquisa e desenvolvimento, controle de qualidade, fabricação, proteção ambiental, consultoria e direito. Eles podem trabalhar em universidades, para o governo ou na indústria privada, de acordo com a ACS.

Aqui estão alguns exemplos do que os químicos fazem:

Pesquisa e desenvolvimento

Na academia, os químicos que realizam pesquisas têm como objetivo aprofundar o conhecimento sobre um determinado tópico e podem não necessariamente ter uma aplicação específica em mente. Seus resultados, no entanto, ainda podem ser aplicados a produtos e aplicações relevantes.

Na indústria, os químicos em pesquisa e desenvolvimento usam o conhecimento científico para desenvolver ou melhorar um produto ou processo específico. Por exemplo, os químicos de alimentos melhoram a qualidade, segurança, armazenamento e sabor dos alimentos; os químicos farmacêuticos desenvolvem e analisam a qualidade dos medicamentos e outras formulações médicas; e químicos agrícolas desenvolvem fertilizantes, inseticidas e herbicidas necessários para a produção de safras em grande escala.

Às vezes, a pesquisa e o desenvolvimento podem não envolver a melhoria do produto em si, mas sim o processo de fabricação envolvido na fabricação desse produto. Engenheiros químicos e engenheiros de processo desenvolvem novas maneiras de tornar a fabricação de seus produtos mais fácil e econômica, como aumentar a velocidade e / ou rendimento de um produto para um determinado orçamento.

Proteção Ambiental

Os químicos ambientais estudam como os produtos químicos interagem com o ambiente natural, caracterizando os produtos químicos e as reações químicas presentes nos processos naturais no solo, na água e no ar. Por exemplo, os cientistas podem coletar solo, água ou ar de um local de interesse e analisá-los em um laboratório para determinar se as atividades humanas contaminaram ou irão contaminar o meio ambiente ou afetá-lo de outras maneiras. Alguns químicos ambientais também podem ajudar a remediar ou remover contaminantes do solo, de acordo com o Bureau of Labor Statistics.

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Cientistas com formação em química ambiental também podem trabalhar como consultores para várias organizações, como empresas químicas ou empresas de consultoria, fornecendo orientação sobre como as práticas e procedimentos podem ser concluídos de acordo com as regulamentações ambientais.

Lei

Os químicos podem usar sua formação acadêmica para aconselhar ou defender questões científicas. Por exemplo, os químicos podem trabalhar com propriedade intelectual, onde podem aplicar sua formação científica a questões de direitos autorais nas ciências, ou na legislação ambiental, onde podem representar grupos de interesses especiais e solicitar a aprovação de agências reguladoras antes que certas atividades ocorram.

Os químicos também podem realizar análises que ajudam na aplicação da lei. Os químicos forenses capturam e analisam as evidências físicas deixadas para trás na cena do crime para ajudar a determinar a identidade das pessoas envolvidas, bem como para responder a outras questões vitais sobre como e por que o crime foi cometido. Os químicos forenses usam uma ampla variedade de métodos de análise, como cromatografia e espectrometria, que ajudam a identificar e quantificar produtos químicos.

Recursos adicionais: 

• Encontre respostas mais específicas para todas as suas perguntas sobre química no site da American Chemical Society. 
• Assista a este vídeo útil de introdução à química da Khan Academy. 
• Interessado em se tornar um químico? Explore as opções de carreira para químicos no site da American Chemical Society.