Kimya mühendisliği, kimya, matematik, fizik, biyoloji, mikrobiyoloji, biyokimya,ve ekonomi bilimlerini, ham maddelerin ya da kimyasalların daha kullanışlı ve değerli biçimlere dönüştürüldüğü proseslere uygulayan mühendislik dalıdır. Kimya mühendislerinin çalışma alanı nanoteknolojinin ve nanomalzemelerin laboratuvarda kullanımından, kimyasalları, ham maddeleri, canlı hücreleri, mikroorganizmaları ve enerjiyi kullanışlı ürünlere dönüştüren büyük ölçekli endüstriyel işlemlere kadar değişebilir.
Metalurji veya diğer adıyla metal bilimi, metal ve alaşımların, cevher veya metal içeren ham maddelerden; kullanım sürecine uygun kalitede üretilmesini, saflaştırılmasını, alaşımlaştırılmasını, şekillendirilmesini, korunmasını ve "üretim-kullanım" ömrü içindeki çevresel kaygı ve sorumlulukları da dikkate alarak insanların ihtiyaçlarına cevap verecek özellikte ve biçimde hazırlanmasını hedef alan bilim ve teknoloji dalı. Metalurji, metal işleme zanaatından farklıdır.
Boya, herhangi bir nesneye renk vermek amacıyla yalıtım ve koruma sağlamak için uygulanan bir kaplamadır. Boya hemen hemen tüm malzemelere uygulanabilir. En sık kullanıldığı alanlar sanat, tasarım, resim, endüstriyel kaplamalar, ulaşım ve korumadır. Boya kimyasal özelliği bakımından temel olarak yaş boya ve toz boya olmak üzere ikiye ayrılır.
Malzeme bilimi, malzemelerin yapı ve özelliklerini inceleyen, yeni malzemelerin üretilmesini veya sentezlenmesini de içine alan disiplinlerarası bir bilim dalıdır.
Organik kimya, organik bileşiklerin ve organik maddelerin yani karbon atomlarını içeren çeşitli formlardaki maddelerin yapısını, özelliklerini ve reaksiyonların bilimsel çalışmasını içeren, kimyanın bir alt dalıdır. Yapının incelenmesi yapısal formüllerini belirler. Özelliklerin incelenmesi, fiziksel ve kimyasal özellikleri ve davranışlarını anlamak için kimyasal reaktivitenin değerlendirilmesidir. Organik reaksiyonların incelenmesi doğal ürünlerin, ilaçların ve polimerlerin kimyasal sentezini ve bireysel organik moleküllerin laboratuvarda ve teorik çalışma yoluyla incelenmesidir.
Jacobus Henricus van 't Hoff, Nobel Kimya Ödülü sahibi Hollandalı kimyacı.
Redoks atomların oksidasyon durumlarının değiştiği bir tür kimyasal reaksiyondur. Redoks reaksiyonları, kimyasal türler arasında elektronların fiili veya biçimsel aktarımı ile karakterize edilir, çoğunlukla bir tür oksidasyona, diğer türler indirgemeye uğrar. Elektronun çıkarıldığı kimyasal türlerin indirgenmiş olduğu söyleniyor. Başka bir deyişle:
- Oksidasyon, elektronların bir atom ya da molekülden ayrılmasını sağlayan kimyasal tepkimedir.
- Redüksiyon, bir atomun elektron almasını sağlayan kimyasal tepkimedir.
Malzeme, kullanılabilir cisimler yapmak amacı ile doğal veya yapay olarak kullanılan her türlü maddelere "malzeme" denir.
Pirometalurji ekstraktif metalurji dallarından biridir. Temel amacı; kıymetli metalleri kazanmak için, cevhere bir dizi ısıl işlem uygulamak ve malzemenin bu işlemler sonucu fiziksel ve kimyasal olarak değişime uğramasını sağlamaktır. Bu şekilde kıymetli metallerin kazanılması hedeflenir.
Nötralizasyon ya da Türkçe anlamı ile yansızlaştırmak, tarafsızlaştırmak, herhangi bir nesneyi hiçbir taraf tutmamamaya itmektir. Bunu günlük hayatta çeşitli yollar ile kullanırız. Bu işlem ise daha çok bilim dallarında kullanılır. Bilim dallarından özellikle kimya, fizik ve mekanik bilimler bu terimi çok kullanır. Nötralizasyon değişik şekillerde olabilir. Kimyasal nötralizasyon, atomlar ile alakalıdır, fiziksel nötralizasyon kuantum, atom veya nükleer fizik ile alakalı olabilir. Mekanik nötralizasyon makinanın yansız bir şekilde çalışmasıdır. Ayrıca matematiksel nötralizasyon iki veya birkaç sayının bir birini nötr sayı olan "sıfır" a ulaştırmasıdır.
Kimyasal madde, kimyevî madde veya kısaca kimyasal, sabit bir kimyasal bileşimi ve karakteristik özelliklere sahip bir madde türüdür. Bu kimyasal bağlar bozulmadan, fiziksel ayırma yöntemleri ile bileşenlerine ayrılmaz. Bu kimyasallar katı, sıvı veya gaz hâlinde olurlar.
Hesaplamalı kimya, kimya problemlerini çözmeye yardımcı olmak için bilgisayar simülasyonunu kullanan bir kimya dalıdır. Moleküllerin, katıların yapı ve özelliklerini hesaplamak için verimli bilgisayar programlarına dahil edilmiş teorik kimya yöntemlerini kullanır. Bu yöntemlerin kullanılmasının nedeni, hidrojen moleküler iyonu ile ilgili nispeten yeni sonuçlar dışında, kuantum çok-gövdeli(many-body) problemlerin analitik olarak çözülemez oluşudur. Hesaplama sonuçları normal olarak kimyasal deneylerle elde edilen bilgileri tamamlarken, bazı durumlarda gözlemlenmeyen kimyasal olayları da tahmin edebilmektedir. Yeni ilaç ve materyallerin tasarımında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Kimya mühendisliğinde ve ilgili alanlarında, ünite operasyonu (veya birim işlem) bir prosesin her bir temel adımına verilen isimdir. Ünite operasyonları ayırma, kristallendirme, buharlaştırma, polimerizasyon, izomerizasyon gibi birçok fiziksel veya kimyasal dönüşümü kapsar. Örneğin sütü işlerken kullanılan homojenizasyon, pastörizasyon ve ambalajlama proseslerinin her biri birer ünite operasyonudur ve hepsi birlikte prosesin bütününü meydana getirirler. Bir proseste, istenilen ürünü başlangıçtaki malzemelerden veya ham maddeden elde etmek için birçok ünite operasyonu gerekebilir. Ünite operasyonları bazı kimyasal değişimleri bünyesinde barındırıyor olsa da, büyük çoğunlukla sadece fiziksel değişimlerin gerçekleştiği durumlar için kullanılan bir ifadedir. Kimyasal dönüşümleri kapsayan süreçlere ise ünite prosesi adı verilir.
Reaksiyon kinetiği olarak da bilinen kimyasal kinetik, kimyasal reaksiyonların hızlarını ve mekanizmalarını araştırmakla ilgilenen bir fiziksel kimya dalıdır. Bir sürecin gerçekleştiği yön ile ilgilenen ancak gerçekleşme hızları hakkında bir bilgi vermeyen termodinamik ile karıştırılmamalıdır. Kimyasal kinetik, deneysel koşulların kimyasal reaksiyonların hızı üzerine etkilerini, reaksiyon mekanizmaları ile geçiş hâllerinin verim bilgilerini ve kimyasal reaksiyonların karakteristiklerini tanımlayan matematiksel modellerin çıkarılmasını kapsayan bir bilim alanıdır.
Kimyasal tesisi, genellikle büyük ölçekte kimyasallar üreten bir endüstriyel proses tesisidir. Bir kimyasal tesisinin genel amacı, maddelerin kimyasal veya biyolojik dönüşümü ve birbirlerinden ayrılması yoluyla maddi zenginlik yaratmaktır. Kimyasal tesisleri üretim sürecinde özel ekipmanlar, üniteler ve teknolojiler kullanırlar. Polimer, ilaç, gıda, bazı içecek üretim tesisleri, enerji santralleri, petrol rafinerileri veya diğer rafineri çeşitleri, doğal gaz işleme ve biyokimya tesisleri, su ve atık su arıtım tesisleri, kirlilik kontrol ekipmanları gibi diğer tesis çeşitlerinin hepsi, akışkan sistemleri ve kimyasal reaktör sistemleri gibi kimyasal tesis teknolojilerine benzer teknolojiler kullanmaktadır. Bazı kaynaklar bir petrol rafinerisinin, bir ilaç veya bir polimer üreticisinin de bir kimyasal tesisi olarak kabul etmektedir.
Çevre kimyası, doğal yerlerde meydana gelen kimyasal ve biyokimyasal olayların bilimsel bir araştırmasıdır. Potansiyel kirliliği kaynağında azaltmaya çalışan yeşil kimya ile karıştırılmamalıdır. Hava, toprak ve su ortamlarındaki kimyasal türlerin kaynakları, reaksiyonları, taşınması, etkileri ve kaderlerinin incelenmesi; ve insan aktivitesinin ve biyolojik aktivitenin bunlara etkisi olarak tanımlanabilir. Çevre kimyası, atmosfer, su ve toprak kimyasını içeren, aynı zamanda analitik kimyaya büyük ölçüde güvenen, çevre bilimi ve diğer bilim alanlarıyla ilgili olan disiplinlerarası bir bilimdir.
Bulaşma, fiziksel bedeni, doğal ortam, işyeri veya bir malzemeyi bozan, enfekte eden bir bileşen, safsızlık veya başka bir istenmeyen elementin varlığıdır.
Islak kimya, materyalleri analiz etmek için gözlem gibi klasik yöntemleri kullanan bir analitik kimya biçimidir. Analizlerin çoğu sıvı fazda yapıldığından ıslak kimya olarak adlandırılır. Islak kimya, laboratuvar tezgâhlarında birçok test yapıldığından, tezgâh kimyası olarak da bilinir.
Kimyasal termodinamik, termodinamik kanunlarının sınırları içinde, ısı ve işin kimyasal reaksiyonlarla veya fiziksel hâl değişiklikleriyle karşılıklı ilişkisinin incelenmesidir. Kimyasal termodinamik, yalnızca çeşitli termodinamik özelliklerin laboratuvar ölçümleriyle değil, aynı zamanda matematiksel yöntemler kullanılarak kimyayla ilgili sorulara cevap aranmasıyla ve kimyasal süreçlerin kendiliğinden gerçekleşme eğiliminin araştırılmasıyla da ilgilenir.
Isıl bozunma, bir malzemenin yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında kimyasal ve fiziksel değişikliklere uğramasıdır. Bu, malzemenin yapısının, özellikle moleküler seviyede, sıcaklığın etkisiyle bozulduğu bir süreçtir. Isıl bozunma, farklı malzemeler ve uygulamalar için farklı sonuçlara yol açabilir. Isıl bozunmanın temel özellikleri ve önemli noktaları:
- Sıcaklık: Isıl bozunma, malzemenin belirli bir sıcaklık eşiğine ulaştığında gerçekleşir. Bu sıcaklık malzemenin türüne ve özelliklerine bağlı olarak değişebilir. Örneğin, bazı organik bileşenler düşük sıcaklıklarda bozunabilirken, metaller daha yüksek sıcaklıklarda bozunma eğilimindedir.
- Kimyasal Değişimler: Isıl bozunma sırasında malzeme kimyasal olarak değişebilir. Moleküler bağlar kırılabilir veya yeniden düzenlenebilir. Bu nedenle, yeni bileşikler oluşabilir veya mevcut bileşenler ayrışabilir.
- Fiziksel Değişiklikler: Isıl bozunma, malzemenin fiziksel özelliklerini de etkileyebilir. Örneğin, malzeme eriyebilir, buharlaşabilir veya hacmi değişebilir.
- Endotermik ve Egzotermik Reaksiyonlar: Isıl bozunma reaksiyonları endotermik veya eksotermik olabilir. Endotermik reaksiyonlar, ısı emer ve çevre sıcaklığını düşürürken, eksotermik reaksiyonlar ısı yayar ve çevre sıcaklığını artırır.
- Uygulamalar: Isıl bozunma, birçok endüstriyel ve bilimsel uygulamada önemlidir. Örneğin, enerji üretimi, metalurji, kimya, gıda işleme, malzeme bilimi ve ilaç üretimi gibi alanlarda ısıl bozunma reaksiyonları kullanılır.
- Kontrol Edilmesi: Isıl bozunma reaksiyonları sıklıkla belirli sıcaklık aralıklarında ve belirli atmosfer koşullarında gerçekleştirilir. Bu, istenen sonuçların elde edilmesini sağlar.
- Karakterizasyon: Isıl bozunma reaksiyonları, malzemenin bileşimi ve özellikleri üzerinde etkiler yarattığı için bu reaksiyonların karakterizasyonu önemlidir. Analitik teknikler, bu reaksiyonların izlenmesi ve anlaşılmasında kullanılır.