علم شیمی و بحران انرژی

📚نویسنده: جمال عبدالله زاده دانشجوی شیمی محض📚
همه طبیعت اطراف ما از ماشین و موتور و کارخانجات گرفته تا ما موجودات زنده و از جمله ما انسان ها همگی به واسطه انرژی به حیات خود ادامه می دهیم و چرخه زندگی ما و جهان ما با مفهوم انرژی گره خورده است.از آنجا که شیمی علم مواد است و واکنش شیمیایی بین مواد و تشکیل مواد جدید همواره با آزاد شدن یا دریافت انرژی همراه است مفهوم انرژی در علم شیمی همواره اهمیت بسزایی داشته است و شیمیدان های بزرگ همواره سعی کرده اند با انجام درست و به موقع واکنش های شیمیایی و بهینه سازی خواص و رفتار ماده راه حلی برای چالش و بحران انرژی پیدا کنند.وقتی مولکول های واکنش دهنده به مولکول های جدید فراورده تبدیل می شوند (به عنوان مثال واکنش سوختن بنزین و تولید فراورده های کربن دی اکسید و آب) تعدادی از پیوند های بین اتم ها شکسته می شوند و در عوض پیوندهای جدیدی بین اتم ها شکل می گیرد.تشکیل پیوندهای جدید با آزاد شدن انرژی همراه است و از طرفی شکسته شدن پیوندها انرژی احتیاج دارد.مثلا ما به انرژی فوق العاده زیادی نیاز داریم تا پیوند سه گانه بین اتم های نیتروژن در مولکول دو اتمی نیتروژن را بشکنیم.پس خلاصه کلام پیوندهای تشکیل دهنده مولکول ها منبع و گنجینه انرژی هستند و در علم شیمی تغییرات انرژی در واکنش های شیمیایی را می توان بر اساس آنها سنجید و محاسبه کرد؛این همان مفهومی است که در علم شیمی اصطلاحا به آن انرژی شیمیایی می گوییم.انرژی شیمیایی پایه و اساس سایر ابعاد و اشکال انرژی در شیمی است و اصولا ابتدا باید مفهوم دقیق آن را درک کرد و بعدا سراغ سایر اشکال انرژی در شیمی رفت.اولین شیمیدانی که به صورت اصولی و علمی به مفهوم انرژی شیمیایی پرداخت نابغه شیمی محاسباتی ویلهلم استوالد بود.ماده ای که در اثر انجام واکنش های شیمیایی انرژی آزاد کند و نقش منبع تامین انرژی را در صنعت بازی کند اصطلاحا سوخت یا fuel می نامیم مثل زغال سنگ،نفت، گازوئیل،بنزین و...
بنابراین انسان با رام و مسخر کردن خواص و رفتار ماده و انتخاب ماده مناسب برای تامین انرژی در واقع مستقیما از نقش و کارکرد حیاتی علم شیمی سود می برد.به همین خاطر به باور من شیمی فقط علم ماده نیست بلکه دقیق تر آن است که بگوییم شیمی علم شناخت و بررسی تغییرات خواص شیمیایی  ماده و تغییرات انرژی در واکنش های شیمیایی است.بدون وجود مواد و ترکیبات شیمیایی انرژی نیز معنایی ندارد و مفهوم ماده و انرژی در شیمی باهم بررسی و مطالعه می شود نه به صورت جداگانه.بدن انسان با سوخت گلوکز انرژی مورد نیاز خود را تامین می کند و در اثر واکنش شیمیایی سوختن قند گلوکز ما انرژی می گیریم.همچنین انرژی مورد نیاز  گوشی همراه از نقل و انتقالات الکترون در  باتری سرچشمه می گیرد و باتری مخزن انرژی شیمیایی است که هنگام استفاده از گوشی انرژی شیمیایی نهفته در باتری به انرژی الکتریکی تبدیل می شود و هنگام شارژ کردن باتری دقیقا برعکس آن رخ می دهد.خودروها نیز با  واکنش شیمیایی سوختن بنزین روشن می شوند و حرکت می کنند و انرژی آنها به این طریق تامین می شود.شاید این مثال ها یعنی باتری گوشی همراه،خودرو و بدن انسان به ظاهر متفاوت به نظر برسند اما از دیدگاه علم شیمی همه این ها یک مفهوم کلی و بنیادی یعنی انرژی شیمیایی را یادآوری می کنند.پس انرژی شیمیایی به زبان ساده انرژی نهفته در پیوندهای تشکیل دهنده مولکول ها و اسکلت و چیدمان اتمی سازنده آنهاست و هنگام وقوع واکنش شیمیایی متوجه آن می شویم.انرژی شیمیایی همانی است که در زمستان زیر بخاری خود را با آن گرم می کنیم،تلویزیون را با آن روشن می کنیم، قطار به واسطه آن حرکت می کند و موشک به وسیله آن پرواز می کند و....

✍️✍️دوستان عزیز می توانید ما را در کانال تلگرام اندیشه ورزی و فلسفه شیمی جمال به نشانی t.me/JimiChem دنبال کنید؛ ایستگاه اندیشه ورزی و فلسفه شیمی جمال رسانه ای جالب و جذاب برای علاقه مندان و عاشقان علم شیمی است به ویژه آنان که همواره به معنا و ماهیت و فلسفه شیمی می اندیشند و از آن لذت می برند ✍️✍️جمال عبدالله زاده تاریخ:۱۱ مرداد ۱۴۰۴ خورشیدی