特別編 : 化学ってどんなことを学ぶの?[上編]

皆さんこんにちは.キムワイパーです.

Twitterでは麻薬特集をやるといいましたが書く気力がなくなってしまったのでこっちを先にやります.

さてタイトルにもありますが,今回は「化学」がどんな勉強があるのか紹介していこうと思います.私が興味を持った学問のため皆さんにも知っていただきたいと思います.

なお本記事は私の独断と偏見と経験からきているものなので100%正しいものではありませんし分野によっては情報量に差が生まれるかもしれません.ご了承ください.

1.序章

早速ですが,皆さんは化学と聞いてどのようなものを思い浮かべますか.私の経験上ですが,「危ない薬品使って危なっかしいことしてるんでしょ?」と思われている方が多数だと思います.確かに化学は危ない側面を持っています.使う試薬も人間にとって有害なものがたくさんあります.しかし正しい量をうまく使うことで,私たちの生活をより豊かにしてくれるツールでもあります.皆さんが今着ている服,掃除に使う洗剤,ケータイのバッテリーも化学製品です.化学は身近なところに存在していて,私たちの生活になくてはならないものとなっています.日常に潜む化学ですが,たくさんの領域があります.今回は無機化学分析化学有機化学生物化学物理化学化学工学の6領域に絞って説明していこうと思います.説明が長くなるので上中下編2つに分けて書いていきます.

(注)この記事をご覧になっている方の中にはこれ以外の領域を知っている方がいると思います.(Ex.環境化学,量子化学 etc) しかし,これらは先ほど挙げた6つの領域に帰着すると考えることができるため,今回は詳しい説明は省こうと思います.

2.無機化学(InOrganic Chemistry)

まずは無機化学についてです.小中学校で無機物質について学習したかと思います.その時に「無機物質は炭素を含まないもの! 二酸化炭素は例外で無機物質!」と教えてもらったかと思います.実際のところはその通りで,周期表に載っているすべての元素について学ぶ学問です.周期表は化学の基礎であるため,化学の始まりは無機化学に帰着することができると思います.そのため無機化学の教科書の構成や大学の講義などでは,原子の構造や周期表の性質について学び,次いで各元素の性質や化合物について学習していくスタイルが主流となっています.また,学習としては暗記系がほかに比べて若干多いのではないかなと思います.前提として周期表(原子量付き)で覚えなければなりませんし,化学の出発点ということでたくさんの定義や法則が出てきます.それ自体を覚えてしまえば計算や考え方はさほど難しくないと思います.何事も全部暗記はできません.しかし物事には最低限覚えなければならないことがあります.無機化学はそれが多かっただけです… そんな無機化学ですが産業的にも多数の応用例があります.

そもそも無機化学は早期のうちに産業へと応用されました.18世紀に酸アルカリ工業として登場し,時がたつにつれて様々なプロセスが開発されていきました.現代では半導体カーボンナノチューブといったものの研究がおこなわれています.特に半導体はエネルギー問題の解決,カーボンナノチューブは新素材として注目されています.私たちの周りでも多数の恩恵を受けています.殺菌消毒剤やガラス製品,金属製品など挙げてもきりがないです.特に殺菌剤である次亜塩素酸水や次亜塩素酸ナトリウムはこのコロナ禍で多く目にしたと思います.(ちなみにこの2つの違いはそのうち記事にします) 教科書でしか登場しないような物質が身の回りに存在しているって結構不思議だと思いませんか?

(注)無機化学を深い領域にまで学んでいくと錯体化学や触媒化学などが登場します.

3.分析化学(Analytical Chemistry)

次に分析化学についてです.名前の通り物質を分析する学問です.一口に分析するといっても定性分析(何があるか)と定量分析(どのくらいあるか)があります.化学では物質の種類と量が分かって初めて反応を考えることができます.そのため分析化学は先ほど挙げた6領域にまたがっている学問であるといえます.分析化学は物質を知るうえで必要なツールであるため大学などでは比較的低学年に学習することがほとんどです.また学習としては覚えることは少なく,計算メインです.計算や覚えることは基礎的なものが多く,1度できるようになると同じようなやり方なため,難易度自体もそこまで高くないと思います.しかし化学では実験を行い,そのデータをもとに解析するといった形が多くあります.実験データを紐解くことが非常に大切であり,抜けがないようにするべきだといえます.(どれもそうですが…) また後ほど紹介する物理化学と異なり,反応後の計算が非常に重要となっています.

分析化学は無機化学に比べて身の回りに存在しているものというのは少ないです.(というか0に等しいです) これは手元にある製品が分析を終わったものだからです.分析しただけで製品にはなりません.しかし,作った製品中にほしい成分が過不足なく含まれているか,原料にはどのくらい含まれていて,どのように加工すればよいかなど,縁の下の力持ちとして産業的に用いられています.特に薬などは配合が少しでもずれると命にかかわることになります.そんなものが安心して飲めるようになるには分析化学の力があるわけです.大学などの学園祭では「身近な物質の成分を調べる」といった実験講座が開設されることが多いので興味があったら是非足を運んでみてはいかがでしょうか.

(注)分析化学を深い領域まで学んでいくと機器分析化学や工業分析化学などが登場します.

 

上編は以上で終わります.中編は有機化学と生物化学についてです.

それでは

キムワイパー

 

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キムワイパー

キムワイパー

主に新聞部で自然科学のことや空想科学についての投稿を行っています. 化学と物理が好きです. 稚拙な文章ですが応援よろしくお願いします.

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